靜水力學(xué)實(shí)驗(yàn)

29靜水力學(xué)試驗(yàn)儀器說明與教學(xué)指導(dǎo)一、試驗(yàn)裝置1.儀器裝置簡(jiǎn)圖圖一流體靜力學(xué)試驗(yàn)裝置圖1.測(cè)壓管2.帶標(biāo)尺測(cè)壓管3.連通管4.真空測(cè)壓管5.U型測(cè)壓管6.通氣閥7.加壓打氣球8.截止閥9.油柱10.水柱11.減壓放水閥說明:(2)零讀數(shù)為基準(zhǔn)；,則B、C、DZB、ZC、ZD；2.功能(2)驗(yàn)證不行壓縮流體靜力學(xué)根本方程；(3)可供分析爭(zhēng)論馬利奧特容器的變液位下恒定流試驗(yàn)及其他十余項(xiàng)定性、定量試驗(yàn)。3.技術(shù)特性U型測(cè)壓管、倒虹吸真空度測(cè)壓管和連通管等組成；設(shè)有一帶刻度標(biāo)尺的測(cè)壓管，可供各項(xiàng)定量試驗(yàn)的測(cè)量,示值精0.1cm，(4)不需外接電源；(5)試驗(yàn)儀專用試驗(yàn)臺(tái)：長×寬=150cm×55cm。二、安裝使用說明安裝儀器拆箱以后，按圖檢查各個(gè)部件是否完好。先生疏各部800ml燒杯。注水、注油翻開加水橡皮塞往水箱內(nèi)注水，水質(zhì)要好，最好為1~2cm。1、2、5液面高程是封處理。清洗 久置后，水中污垢粘附于內(nèi)表，需清洗。清洗時(shí)，需拆下儀器底蓋，待清洗干凈后，重取一塊橡皮墊，涂上凡士林，粘貼在底板上，再裝好底蓋。日常保養(yǎng)儀器使用時(shí)間久后，橡皮管老化，可能導(dǎo)致試驗(yàn)儀漏氣、滲水，需更換橡皮套管。更換時(shí)切勿硬拔，宜剪斷后再拆換；儀器切勿置于陽光照耀之下；上即可；假設(shè)閥門旋塞處滲漏，應(yīng)取下旋塞加抹黃油，裝上即可；未使用時(shí)，加防塵罩，以防塵埃進(jìn)入。修理 假設(shè)儀器密封性能不好，需檢查修理。氣處，即可查出漏氣點(diǎn)。5(a)、(c)兩點(diǎn)。三、教學(xué)指導(dǎo)設(shè)計(jì)思想試驗(yàn)的目的，一是協(xié)作理論課教學(xué)，幫助理解把握教學(xué)學(xué)問；二是革的深入已更受留意了。靜水力學(xué)試驗(yàn)儀的設(shè)計(jì)，是在深入分析靜水力學(xué)根本概念、根本方程、根本應(yīng)用和根本量測(cè)等學(xué)問構(gòu)造根底上進(jìn)展的，盡量把學(xué)問性、分析性融匯一體。把儀器作為載體，充分?jǐn)U大學(xué)問信息量，努力讓學(xué)生在——靜水力學(xué)試驗(yàn)課時(shí)，就能獲得一次“什么是力量培育”的高品位試驗(yàn)表達(dá)。本試驗(yàn)涉及的學(xué)問內(nèi)容；頭、壓強(qiáng)水頭、測(cè)管水頭、測(cè)壓管水頭線、等壓面等；根本方程Zp

const (1)p=p +h0

(2)為了驗(yàn)證方程(1)，本試驗(yàn)儀在同一箱體內(nèi)的任意二點(diǎn)C、D處各設(shè)(2)，本儀器設(shè)有可測(cè)量p0423；根本應(yīng)用為敏捷應(yīng)用測(cè)壓管，在本儀器中，設(shè)計(jì)有馬利奧特變液位下恒定流爭(zhēng)論生入學(xué)試題；根本測(cè)量6和放水2。為培育學(xué)生的試驗(yàn)綜合測(cè)量分析力量，還特意設(shè)置了盛有油、水的U型管，要求在給定條件下分別試驗(yàn)測(cè)量，并建立聯(lián)立方程求解，從而大大地加強(qiáng)了訓(xùn)練力度。鑒于以上設(shè)計(jì)思路，我們?cè)O(shè)計(jì)并研制出了這套全有機(jī)玻璃的、功能內(nèi)外推廣使用，并能完全滿足上述教學(xué)要求。試驗(yàn)原理圖二 圖三在重力作用下不行壓縮流體靜力學(xué)根本方程Zp

const

(1)或 p=p0式中：

+h

(2)Z被測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)面的相對(duì)位置高度；p——被測(cè)點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)(用相對(duì)壓強(qiáng)表示,以下同)；p0——水箱中液面的外表壓強(qiáng)；——液體容重；h被測(cè)點(diǎn)的液體深度。另對(duì)裝有水、油(如圖二及圖三)U型測(cè)管，應(yīng)用等壓面可得油的比S0有以下關(guān)系 hS 0 1

(3)0 hhw 1 2(不另用尺子)S0。試驗(yàn)內(nèi)容。判別測(cè)壓管和連通管。,測(cè)壓管，當(dāng)通氣閥關(guān)閉時(shí)，3管無自由液面是連通管。判別測(cè)壓管高度、壓強(qiáng)水頭、測(cè)壓管水頭和位置水頭。C點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭DC點(diǎn)的位置水頭C點(diǎn)的測(cè)壓管水頭(ZC+pC/)。觀看測(cè)管水頭線。測(cè)壓管液面的連線就是測(cè)壓管水頭線。翻開通氣閥，1、2、3均為線是一根水平線。觀看正壓現(xiàn)象和真空現(xiàn)象。關(guān)閉通氣閥和4管上的截止閥，捏動(dòng)打氣球?qū)ο潴w內(nèi)加壓，這時(shí)測(cè)用下，4管中的液面就會(huì)升到肯定高度，說明箱體內(nèi)消滅了真空。驗(yàn)證靜水力學(xué)根本方程。先選定一個(gè)任意的水平面作為基準(zhǔn)面，由于C、D兩點(diǎn)是水箱水體中的任意兩點(diǎn)，由觀看可知，C、D兩點(diǎn)測(cè)壓管的液面是水平面，又由于任意轉(zhuǎn)變箱體內(nèi)的壓強(qiáng)，結(jié)果仍一樣，因此有p pZ cZc DDconst利用測(cè)壓管測(cè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。ppHC點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭。0判別等壓面。p/為2cm左右，判別0以下幾個(gè)平面是不是等壓面；、2、5管及水箱中液體而言，這個(gè)水平面是不是等壓面？U水平面是不是等壓面？該水平面是不是等壓強(qiáng)？b、c是等壓面。在a1、2管及水箱中液體而言，它是等壓面，但相對(duì)管中的水或油來講，它都不是同一等壓面。測(cè)定箱體內(nèi)空氣的真空度。先利用標(biāo)尺讀出水箱液面的標(biāo)尺讀數(shù),再利用減壓放水閥放掉一h點(diǎn)水，使水箱內(nèi)產(chǎn)生真空。要測(cè)定其真空度，只要讀出測(cè)管讀數(shù)，即h有h =-。真空0 h確定箱體內(nèi)的真空區(qū)域。當(dāng)測(cè)管液面低于水箱液面時(shí)，說明箱體內(nèi)消滅了真空，它的真空區(qū)的壓強(qiáng)均小于大氣壓強(qiáng)，也就是說，該等壓面以上均為真空區(qū)域。外表以下某一高度。測(cè)定油的容重。p=0，量出油柱高度和油水交界面以上的水柱高度，便可求得。0 油另一種方法是只用儀器本身的標(biāo)尺管，按上述“試驗(yàn)原理”中所提方法，測(cè)出。油觀看變水位下的恒定流現(xiàn)象。關(guān)閉各通氣閥門，翻開放水閥放水，稍候，可看到氣體從C孔進(jìn)入誤認(rèn)為是非恒定流。但實(shí)際上這是一股恒定水流。由于測(cè)壓管1的液面始終在C器。當(dāng)箱內(nèi)液面降到C點(diǎn)高度以下，這股水流就變成了非恒定流。觀看箱體內(nèi)真空度變化。變水位下恒定流時(shí)，4管中的液柱就是箱體內(nèi)液面的真空高度，隨著水箱內(nèi)液面的下降，4管中的液柱高也會(huì)隨著下降。但短時(shí)間內(nèi)很難4管中液柱的這一變化規(guī)律，可讓學(xué)生觀看分析判定。油庫內(nèi)液面高度檢測(cè)器原理。1-12所示的油庫內(nèi)油面高度檢測(cè)器，可利用本試驗(yàn)儀作演示。2中高出水箱液面h，即可得知小水杯(相當(dāng)于油箱)中的液位高度，假設(shè)小h4插入小水杯中的深度。成果分析測(cè)壓管太細(xì)，對(duì)測(cè)壓管液面讀數(shù)造成的影響。成測(cè)量誤差，毛細(xì)高度由下式計(jì)算cosh dh為毛細(xì)上升。常溫(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm3。水與玻cos=1.0。于是有h29.7d

10mm時(shí)，毛細(xì)影響可略而不計(jì)。另外，當(dāng)水質(zhì)不潔時(shí)，減小，毛細(xì)高度亦較凈水?。划?dāng)承受有機(jī)玻璃管作測(cè)壓管時(shí)，浸潤角h較一般玻璃管小。由于測(cè)量高、低壓強(qiáng)時(shí)均有毛細(xì)現(xiàn)象，但在計(jì)算壓差時(shí)，相互抵消了。H，p0=0時(shí)的水箱液面作為測(cè)量基準(zhǔn)，試分析加氣增壓后，(H+)與視在壓強(qiáng)H的相對(duì)誤差值。本儀器測(cè)壓管內(nèi)徑為20cm。加壓后,水箱液面比基準(zhǔn)面下降了1、2的液面各H，由水量平衡原理得2 d2H

D24 4則 d2( )2H D故 /H＝0.0032有H