流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告終結(jié)

1、中國(guó)石油大學(xué)（華東） 流體靜力學(xué) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 2011.3.17 成績(jī)： 班級(jí)： 石工09-8 學(xué)號(hào)： 09021374 姓名： 李陸偉 教師： 王連英 同組者： 李凱 蔣光磊 實(shí)驗(yàn)一、流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用液式測(cè)壓及測(cè)量流體靜壓強(qiáng)的技能。2.驗(yàn)證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對(duì)位置水頭，壓力水頭和測(cè)壓管水頭的理解。3.觀察真空度（負(fù)壓）的生產(chǎn)過程，進(jìn)一步加深對(duì)真空度的理解。4.測(cè)量油的相對(duì)密度。5.通過對(duì)諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實(shí)際問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1-1所示。1. 測(cè)壓管 ；2. 代表吃的測(cè)壓管 ；3. 連通管 ；4.

2、 通氣閥 ；5. 加壓打氣球 ；6. 真空測(cè)壓管 ；7. 截止閥 ；8. U型測(cè)壓管 ；9. 油柱 ；10. 水柱 ；11. 減壓放水閥 圖1-1 流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖三、實(shí)驗(yàn)原理1.在重力作用下不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程。形式一： z+p/r=const (1-1-1a)形式二： P=po+rh (1-1-1b)式中 z測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的位置高度； P測(cè)點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)（用相對(duì)壓強(qiáng)表示，以下同）； Po水箱中液面的表面壓強(qiáng)； r液體的重度； h測(cè)點(diǎn)的液體深度；2.有密度測(cè)量原理。 當(dāng)U型管中水面與油水界面齊平（見圖 1-1-2），取油水界面為等壓面時(shí)，有： Po1=rwh1=roH另當(dāng)U型管中水面

3、與油面齊平（見圖 1-1-3），取油水界面為等壓面時(shí)，有： Po2+rwH=roH (1-1-2) 即 Po2=-rwh2=roH-rwH (1-1-3)由式（1-1-2），式（1-1-3）兩式聯(lián)立可解得： H=h1+h2代入式（1-1-2）可得油的相對(duì)密度do為： do=ro/rw=h1/(h1+h2) (1-1-4)根據(jù)式（1-1-4），可以用儀器直接測(cè)得do。圖1-2 圖1-3四、實(shí)驗(yàn)要求1記錄有關(guān)常數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)No. 各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)尺讀數(shù)為：= 2.1 ； = -2.9 ； = -5.3 ；基準(zhǔn)面選在 測(cè)壓管2標(biāo)尺零點(diǎn)所在界面 ； = -2.9 ； = -5.3 ；2分別求出各次測(cè)量時(shí)

4、，A、B、C、D點(diǎn)的壓強(qiáng)，并選擇一基準(zhǔn)驗(yàn)證同一靜止液體內(nèi)的任意二點(diǎn)C、D的()是否為常數(shù)？依據(jù)表1-1所得數(shù)據(jù)，為常數(shù)3求出油的重度。 = 8.154*1000 4測(cè)出6#測(cè)壓管插入小水杯水中深度。 = 3.5 =17.2-13.7=3.5cm5完成表1-1及表1-2。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.了了解一起的組成及其用法，包括：（1）各閥門的開關(guān)。（2）加壓的方法：關(guān)閉所有閥門，然后用打氣球充氣。（3）減壓方法：開啟筒底減壓放水閥們11放水（4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測(cè)壓管1,2,8的夜面高程是否恒定。若下降，則查明原因并加以處理。2.記錄儀器編號(hào)及各常數(shù)。3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄并處理數(shù)據(jù)。4.量測(cè)

5、點(diǎn)靜壓強(qiáng)。（1）打開通氣閥4（此時(shí)po=0），記錄水箱液面高標(biāo)0和測(cè)壓管的液面標(biāo)高H（此時(shí)o=H）（2）打開通氣閥4及截止閥7，用打氣球加壓使po>0,測(cè)記o及H。（3）打開減壓放水閥11，使po<0(要求其中一次pB<0,即H<B),測(cè)記0及H。5.測(cè)出測(cè)壓管6插入水杯中水的深度。6.測(cè)定油的相對(duì)密度do。（1）開啟通氣閥4，測(cè)記0.（2）關(guān)閉通氣閥4，用打氣球加壓（po>0）,|微調(diào)放氣螺母使U型管中水面與液面齊平，測(cè)記0及H（此過程反復(fù)進(jìn)行3次）。（3）打開通氣閥4，待液面穩(wěn)定后，關(guān)閉所有閥門，然后開啟減壓放水閥11降壓（po<0），使U型管中水面與油

6、面相齊平，測(cè)記0及H（此過程反復(fù)進(jìn)行3次）。六、注意事項(xiàng)1.用打氣球加壓，減壓需緩慢，以防液體溢出及油滴吸附在管壁上。打氣后務(wù)必關(guān)閉加壓氣球下端的閥門，以防漏氣。2.在實(shí)驗(yàn)過程中，裝置的氣密性要求保持良好。表1-1 流體靜壓強(qiáng)測(cè)量記錄及計(jì)算表實(shí)驗(yàn)條件次序水箱液面測(cè)壓管2液面壓力水頭測(cè)壓管水頭114.014.0011.916.919.314.014.0113.825.011.222.927.930.313.825.0213.830.016.227.932.935.313.830.0（其中一次）113.910.0-3.97.912.915.313.910.0213.96.0-7.93.98.911

7、.313.96.0313.91.0-12.9-1.13.96.313.91.0表1-2 油相對(duì)密度測(cè)量記錄及計(jì)算表?xiàng)l件次序水箱液面測(cè)壓管2液面且U型管中水面與油水交界面齊平1 13.924.210.310.40.8322 13.924.410.53 13.924.310.4且U型管中水面與油面齊平113.911.82.12.1213.911.82.1313.811.72.1七、問題分析1同一靜止液體內(nèi)的測(cè)壓管水頭線是根什么線?測(cè)壓管水頭指z+p/,即靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀顯示的測(cè)壓管液面至基準(zhǔn)面的垂直高度.測(cè)壓管水頭線是指測(cè)壓管液面的連線.從實(shí)驗(yàn)直接觀察可知,同一靜止液面的測(cè)壓管水頭線是一根水平線.2

8、當(dāng)時(shí)，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。以p0<0時(shí),第二次B點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)(表1-1)為例,此時(shí)pB/=-0.6cm<0,相應(yīng)容器的真空區(qū)域包括以下三部分:(1)過測(cè)壓管液面(h=1.2cm)做一水平面,由等壓原理知,相對(duì)測(cè)壓管及水箱內(nèi)的水體而言,該水平面為等壓面,均為大氣壓強(qiáng),故該平面以上由密封的水/氣所占的空間區(qū)域,均為真空區(qū)域.(2)同理,過箱頂小水杯的液面作一水平面,真空測(cè)壓管中,該平面以上的區(qū)域也是真空區(qū)域.(3)在U形測(cè)壓管5中,自水面向下深度為12.8cm的一段水柱也是真空區(qū).這段高度與測(cè)壓管液面低于水箱液面的高度相等,亦與真空測(cè)壓管液面高于水杯液面高度相等,均為12

9、.8 cm.3若再備一根直尺，試采用另外最簡(jiǎn)便的方法測(cè)定。最簡(jiǎn)單的方法,是用直尺分別測(cè)量水箱內(nèi)通大氣的情況下,U形測(cè)壓管油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度hw和ho,由式whw=oho,從而求得 do.4如測(cè)壓管太細(xì)，對(duì)測(cè)壓管液面的讀數(shù)將有何影響?一般說來,當(dāng)玻璃測(cè)壓管內(nèi)徑大于10mm時(shí),毛細(xì)管影響可以忽略不計(jì),另外,當(dāng)水質(zhì)不好時(shí),減小,毛細(xì)高度較純凈水也減小,當(dāng)采用有機(jī)玻璃管作為測(cè)壓管時(shí),浸潤(rùn)角較大,其h較普通玻璃小.如果用同一根測(cè)壓管測(cè)量液體相對(duì)壓差值,則毛細(xì)現(xiàn)象無任何影響.因?yàn)闇y(cè)量高低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象,在計(jì)算壓差時(shí),相互抵消了.5過C點(diǎn)作一水平面，相對(duì)管1、2、5及水箱中液體而言，這個(gè)水平面是不是等壓面?哪一部分液體是同一等壓面?不全是等壓面,它僅相對(duì)于1,2及水箱中的液體而言,這個(gè)水平面才是等壓面.因?yàn)橹挥腥烤邆湎铝?個(gè)條件的平面才是等壓面(1)重力液體(2)靜止(3)連通(4)連通介質(zhì)為同一均勻液體(5)同一水平面.而管5