《流体静力学实验.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体静力学实验.doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、中国石油大学流体静力学实验报告实验日期： 2011年9月25日 成绩： 班级：储运0903 学号： 09122304 姓名： 张莹 教师： 王连英 同组者： 赵陆阳 实验一、流体静力学实验一、实验目的1掌握用液式测压计测量流体静压力的技能。2. 验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头，压力水头和测压管水头的理解。3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解。4. 测定油的相对密度。5. 通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决静力学实际问题的能力。二、实验装置本实验的装置如图1-1所示。1. 测压管 ； 2. 带标尺的测压管 ；3. 连通管 ； 4. 通气阀
2、；5. 加压打气球 ;6. 真空测压管 ；7. 截止阀 ； 8. U形测压管 ；9. 油柱 ； 10. 水柱 ；11. 减压放水阀 .图1-1-1 流体静力学实验装置图说明：（1） 所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准（2） 仪器铭牌所注，系测点B,C,D的标高。若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则，亦为z , .（3） 本仪器所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。三、实验原理1. 在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程。形式一： Z+=const (1-1-1a)形式二： P=p+h (1-1-1b)式中 z-测点在基准面以上位置高度； p-测点的静水压强（用相对压强表示，以下
3、同）； p-水箱中液面的表面压强； -液体的重度； h-测点的液体深度。2. 油密度测量原理当U形管重水面与油水界面齐平（见图1-1-2），取油水界面为等压面，有： p=h=H (1-1-2)另当U形管中水面与油界面齐平（见图1-1-3），取油水界面为等压面，有： p+H=H 即 p=h=HH (1-1-3)图1-1-2 图1-1-3由式（1-1-2），式（1-1-3）两式联立可解得： H= h+ h代入式（1-1-2）可得油的相对密度d为： d= = （1-1-4）根据式（1-1-4），可以用仪器（怒用额外的尺子）直接测得d。四、实验要求1记录有关常数 实验装置编号No.12 各测点的标尺读
4、数为：= 2.1 ； = 2.9 ； = 5.9；基准面选在 测压管2标尺零点所在平面 ； = 2.9 ； = 5.9 ；2分别求出各次测量时，A、B、C、D点的压强，并选择一基准验证同一静止液体内的任意二点C、D的()是否为常数？计算：（以中次序1数据为例处理数据） =13.05-12.95=0.10 =13.05-2.10=10.95 =13.05-(-2.9)=15.95 =13.05-(-5.9)=18.95 =-2.9+15.95=13.05 =-5.9+18.95=13.05故，选取测压管2标尺零点所在平面为基准，同意静止液体内的任意二点C,D的为常数 3求出油的重度。 = 827
5、1.42 计算：由表1-1-2可以得： =15.00*10m =2.77*10m 代入公式（1-1-4）可得 = d*g=0.844*9.8*1000=8271.2 4测出6#测压管插入小水杯水中深度。 = 6.20 =-=6.20*10m 5完成表1-1及表1-2。五、实验步骤 1.了解仪器的组成及其用法，包括： （1）各阀门开关。 （2）加压方法：关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气。 （3）减压方法：开启筒底减压放水阀11放水。 （4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的液面高程是否恒定。 若下降，则表明漏气，应查明原因加以处理。 2.记录仪器编号及各常数。 3.进行实
6、验操作，记录并处理实验数据（见表1-1-1和表1-1-2）。 4.量测点静压强。（1）打开通气阀4（此时p=0），记录水箱液面标高和测压管2的液面标高（此时=）。（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使p0，测记及。（3）打开减压放水阀11，使p0（要求其中一次p0,即），测记及 5.测出测压管6插入小水杯中水的深度。 6.测出油的相对密度d。 (1)开启通气阀4，测记。 （2）关闭通气阀4，用打气球加压（p0），微调放气螺母使U形管水面 与油水界面水平（见图1-1-2），测记及。（此过程反复进行3次）。 （3）打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门，然后开启减压放水阀门11降压（p0）
7、，使U形管中的水面与油面齐平（见图1-1-3），测记及。（此过程反复进行3次）。六、注意事项 1.用打气球加压，减压需缓慢，以防液体溢出级油珠吸附在管壁上。打 气后务必关闭加压打气球下端阀门，以防漏气。 2.在实验过程中，装置的气密性要求保持良好。表1-1-1 流体静压强测量记录及计算表实验条件次序水箱液面测压管2液面压力水头测压管水头112.9513.050.0010.9515.9518.9513.0513.051129042.8029.9040.7045.7048.742.8042.80212.9029.9017.0027.8032.8035.8029.9029.90（其中一次）112.8
8、58.20-4.656.1011.1014.108.208.20212.855.80-7.053.708.7011.705.805.80312.801.75 -11.05-0.354.657.651.751.75表1-1-2 油相对密度测量记录及计算表条件次序水箱液面测压管2液面且U型管中水面与油水交界面齐平112.8027.7514.95 15.000.843212.8027.8515.05312.8027.8015.00且U型管中水面与油面齐平112.8010.002.802.77212.8010.052.75312.75 10.002.75表1-1-3测量测压管6插入小水杯中水深度记录表
9、实验条件次序水箱液面测压管2液面测压管插入小水杯水中深度（打开截止阀7）112.7518.95七、问题分析1同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?答：测压管水头指（Z+P/），即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面 的垂直高度。测压管水头线是测压管液面的连线。实验直接观察可知，同 一静止液体内的测压管水头线是根水平线。2当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：真空区域有3个：水箱中水箱液面到与测压管2液面齐平处之间的空间；U形管左侧液面往下，距离为水箱液面至测压管2见的距离；真空测压管6液面到下方水杯液面之间的空间。 3若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。答：将所有阀门打开，用
10、直尺量取U形管水面和油面到油水界面的距离h和h,此时h,而= d*g,就可以算出d。4如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响? 答 水有黏性，管子太细导致测压管液面会产生毛细现象测压管液面因毛细 现象而升高，造成测量误差。5过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?答：不是等压面。测压管和带标尺的测压管是等压面和水箱中的同一高度的水面是等压面。八、心得体会 通过本次流体静力学实验，使我掌握了利用液式测压计测量流体静压强的方法和技能，加深了对位置水头、压力水头和测压管水头的理解，更加深刻地把握了不可压缩流体静力学基本方程，进一步加深了对真空度的理解，试验中注意细节的重要性比如减压时应注意控制流速。此外，通过实验操作培养了我动手操作的实验能力以及严谨的实验态度，为以后的流体实验打下良好的基础，在这里还要感谢实验老师的耐心教导。