工程流體力學(xué)實驗報告

實驗日期：

班級：班10級熱能6班學(xué)號:姓名:徐金教師:

同組者：熊友福、張浩、陳丹陽

實驗一、流體靜力學(xué)實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握用液式測壓計測量流體靜壓強(qiáng)的技能。

2.驗證不可壓縮流體靜力學(xué)基本方程，加深對位置水頭、壓力水頭和測

壓管水頭的理解。

3.觀察真空度（負(fù)壓）的產(chǎn)生過程，進(jìn)一步加深對真空度的理解。

4.測定油的相對密度。

5.通過對諸多流體靜力學(xué)現(xiàn)象的實驗分析，進(jìn)一步提高解決靜力學(xué)實際

問題的能力。

二、實驗裝置

本實驗的裝置如圖1T所示。

1.測壓管;2.帶標(biāo)尺的測壓管;3.連通管

4.通氣閥;5.加壓打氣球;6.真空測壓管

7.截止閥;8.U形測壓管;9.油柱

10.水柱;H.減壓放水閥

圖1-1流體靜力學(xué)實驗裝置圖

說明：

（1）所有測壓管液面標(biāo)高均以標(biāo)尺（測壓管2）零讀數(shù)為基準(zhǔn)。

（2）儀器銘牌所注▽.、，▽電系測點A,B,C的標(biāo)高。若同時取標(biāo)尺7cm點

作為靜力學(xué)基本方程的基準(zhǔn)，則VB,Vc亦為ZA,ZB,ZCO

（3）本儀器中所有閥門旋柄均以順管軸線為開。

三、實驗原理

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+—=const（l-1-la）

y

形式二：

p=Po+肪（l-1-lb）

式中z——測點在基準(zhǔn)面以上的位置高度；

p——測點的靜水壓強(qiáng)（用相對壓強(qiáng)表示，以下同）；

Po------水箱中液面的表面壓強(qiáng)：

/---液體的重度；

h——測點的液體深度。

2.油密度測量原理。

當(dāng)U形管中水面與油水界面齊平（見圖1-2）,取油水界面為等壓面時，有

H

Poi=Ywh\=Y

另當(dāng)U形管水面與油面齊平（見圖『3），取油水界面為等壓面時，有：

即

〃02二一九力2=汨-H（1-1-3）

由式、式兩式聯(lián)立可解得：

代入式（1T-2）可得油的容重為丫：

根據(jù)式可以用儀器直接測得山外2。

圖1-2圖1-3

四、實驗要求

1.記錄有關(guān)常數(shù)實驗裝置編號N。.2

各測點的標(biāo)尺讀數(shù)為：

222

▽A=2.00xl0m；VB=-3.00x10m；Vc=-6.80xl0m；

2

基準(zhǔn)面選在▽=7.00X10'm；ZA=-5.OOxlQ^m；zB"-10.00xl0-m；

2

zc=~13.80x10m

2.分別求出各次測量時,A、B、C點的壓強(qiáng)，并選擇一基準(zhǔn)驗證同一靜止

液體內(nèi)的任意二點A、B、C的（z+K）是否為常數(shù)？

y

答：以〃。＞0的第一組數(shù)據(jù)為例計算。

由&■=得PA=人《▽〃-乙）=

幾

同理：

進(jìn)而可求得其他各次測量時，A,B,C點的壓強(qiáng)。

選測壓管2的7cm刻度所在水平面為基準(zhǔn)，則：

由上式計算結(jié)果可以看出同一靜止液體內(nèi)的任意三點A、B、C的（z+"）

為常數(shù)。

3.求出油的容重。Y二

答：由表1T數(shù)據(jù)：

4.完成表1-1及表1-2。

五、實驗步驟

1.了解儀器的組成及其用法，包括：

（1）各閥門的開關(guān)。

（2）加壓方法：關(guān)閉所有閥門（包括截止閥），然后用打氣球充氣。

（3）減壓方式：開啟筒底減壓放水閥11放水。

（4）檢查儀器是否密封：加壓后檢查測壓管1,2,8的液面高程是否恒定。

若下降，則表明漏氣，應(yīng)查明原因并加以處理，

2.記錄儀器編號及常數(shù)。

3.進(jìn)行實驗操作，記錄并處理實驗數(shù)據(jù)（見表1T及表『2）。

4.量測點靜壓強(qiáng)。

（1）打開通氣閥4（此時p°=0）,記錄水箱液面標(biāo)高V。和測壓管2的液面

標(biāo)rWjX7”（此時▽o=V〃）。

（2）關(guān)閉通氣閥4及截止閥7,用打氣球加壓使〃。＞0,測記▽。及V〃。

（3）打開減壓放水閥11,使Po＜。，測記▽。及V〃。

5.測定油的容重Yc

（1）開啟通氣閥4,測記V。。

（2）關(guān)閉通氣閥4,用打氣球加壓（p0＞0）,微調(diào)放氣螺母使U形管中水

面與油水界面齊平（見圖1-2）,測記▽。及V”。（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（p（）＜0）

使U形管中的水面與油面齊平（見圖1-3）,測記▽。及▽〃（此過程亦反復(fù)

進(jìn)行3次）。

六、注意事項

1.用打氣球加壓、減壓需緩慢，以防液體溢出及油珠吸附在管壁上。打

氣后務(wù)必關(guān)閉加壓打氣球下端的閥門，以防漏氣。

2.在實驗過程中，裝置的氣密性要求保持良好。

表1-1流體靜壓強(qiáng)測量記錄及計算表

壓強(qiáng)水頭測壓管水頭

實驗條次測壓管2液

水箱液面

件序面

次1V0-VHIIV0-VH|

1-2油密度

條件序水箱液面測壓管2液面的平均值

測量1已錄及計

算表

外>0且U1hi=

型管中水2

面與油水

交界面齊3

p<0且U1

0h2=

型管中水2

面與油面

3

齊平

七、問題分析

1.同一靜止液體內(nèi)的測壓管水頭線是根什么線？

答：測壓管水頭為z+2，同一基準(zhǔn)面各點的測壓管水頭高度相同，所以測

壓管水頭線為一水平線

2.當(dāng)PB<0時，試根據(jù)記錄數(shù)據(jù)確定水箱內(nèi)的真空區(qū)域。

答：當(dāng)PB〈O時，由Po<O的第一組數(shù)據(jù)，vo=vw=,

測壓管2的液面的壓強(qiáng)即為外界大氣壓壓強(qiáng)，沿其做一水平面，則水箱中該水平

面以上區(qū)域即為真空區(qū)域。

3.若再備一根直尺，試采用另外最簡便的方法測定以。

答：（1）打開通氣閥，待液面穩(wěn)定（2）過油水界面做一水平等壓面，用尺

子測量U形測壓管左側(cè)該水平面以上液柱的高度〃，及右側(cè)油的高度”,（3）由

等壓面上壓力相等得:Po+/w%=Po+九％，即

幾h2

4.如測壓管太細(xì)，對測壓管液面的讀數(shù)將有何影響？

答：如果測壓管