中国石油大学（华东） 工程流体力学 实验报告
实验日期： 成绩：
班级： 石工10-12班 学号： 姓名： 宋胜 教师： 王连英 同组者： 邓向飞
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强的技能。
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。
图1-1 流体静力学实验装置图
1.测压管； 2.带标尺的测压管； 3.连通管；
4. 通气阀； 5.加压打气球； 6.真空测压管； 7.截止阀； 型测压管； 9.油柱； 10.水柱； 11.减压放水阀；
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B，C，D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B，C，D亦成为zC，zC，zD。
(3) 本仪器中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：
p z=const （1-1-1a）
形式二：
P=P。+ （1-1-1b）
式中 z---测点在基准面以上的位置高度；
P—测点的静水压强（用相对压强表示，一下同）； 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形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2），取油水界面为等压面时，有：
P01=w=0H (1-1-2) 另当U形管中水面与油面平齐（见图1-1-3），取油水界面为等压面时，有：
P02+WH=0H
即
P02=-wh2=0H-WH (1-1-3)
图1-2 图1-3
四、实验要求
1．记录有关常数 实验装置编号 各测点的标尺读数为：
B= 10-2m； C= 10-2m；D= 10-2m；
基准面选在 测压管2标尺的0刻度线处 ；zC= 10-2m； zD=
10-2m；
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
p一静止液体内的任意二点C、D的(z)是否为常数.
3．求出油的重度。 o= N/m3
4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。 h6= 10-2m
五、实验步骤
1.了解仪器的组成及其用法，包括： （1）各阀门的开关。
（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，应查明原因并加以处理。 2.记录仪器编号及各常数。
3.进行实验操作，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P0=0），记录水箱液面标高0和测压管2的液面标高（此时0=H）。
（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使P0＞0，测记0及
H。
（3）打开减压放水阀11，使P0＜0（要求其中一次Pb＜0，即H＜,测记及0。
5.测出测压管6插入小水杯中水的深度。 6.测定油的相对密度d0.
（1）开启通气阀4，测记0。
（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p0＞0），微调放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2），测记0及H（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11降压（P0＜0），使U形管中的水面与油面齐平（见图1-1-3），测记0及H（此过程亦反复进行3次）。
六、注意事项
1.用打气球加压、减压需缓慢，以防液体溢出及油珠吸附在管壁上。大气后务必
关闭加压打气球下端的阀门，以防漏气。 2.在实验过程中，装置的气密性要求保持良好
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：同一静止液体内的测压管水头线是水平线。
2．当pB0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 答：当pB0时,相应容器的真空区域包括以下三部分：
(1)过测压管2液面作一水平面，该平面以上密封的水、气所占的空间区域，为真空区域。因为相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，为大气压强。(2)过箱顶水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体为真空区域。(3)在测压管5中，自水面向下深度有一段水柱亦为真空区。这段水柱高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，也与测压管4液面高于水杯液面高度相等。
3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定do。
答：关闭空气阀与截止阀，用打气球加压使测压管液面高于水箱液面，此时U型管中油面高于水面，记录U型管水面高度h0以及测压管高度h1，并用直尺油面高于水面的高度h2。则有：d0=h2/(h1-h0) 。 4．如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响
答：测压管太细会出现毛细现象，对读数带来误差，影响实验结
果。
5．过C点作一水平面，相对管1、2、8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：相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面是等压面。相对管8和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。
6.该仪器在加气增压后，水箱液面将下降∆h，而测压管液面将升高H,实验
时，若以p0=0时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（H+∆h）与视压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为*10-2m,箱体内径为20*10-2m。 答：
7.测压管和液面计有何区别
答：液面计是用来观察设备内部液面位置的装置。测压管用于测量液
体相对压强的、连通于被测液体的开口管。
8.绝对压强与相对压强、真空压强的关系是什么是将p=*104pa的相对压强
用真空度表示出来。
答：绝对压强是以绝对真空为零点而计量的。相对压强是以当地大气压
为零点计量的。真空压强是指流体的绝对压强小于大气压产生真空的程度。P真=Pa-P绝=-P表
八、实验总结
通过本实验我掌握了用液式测压计测量流体静压强的技能。进一步加深了对真空度的理解，通过实验验证了不可压缩流体静力学基本方程，加深了对位置水头、压力水头和测压管水头的理解。通过实验的操作，增强了我的动手能力，使我对该实验装置有了深一步的认识。同时提高了进一步解决静力学实际问题的能力。
实验条件 次序 水箱液面 0/(10m) 2测压管2液面 2表1-1 流体静压强测量记录及计算表 压力水头 pA测压管水头 pDH/(10m) H0 2pBHB 2pCHC 2HD 2zCpC zDpD /(10m) /(10m) /(10m) /(10m) /(10m) 2/(10m) 2P0 = 0 1 1 2 1 2 3
0 p00 p00 （其中一次pB0） 条件 次序 1 2 3 1 2 3 水箱液面 0/(10m) 2表1-2 油相对密度测量记录及计算表 h1H0 h20H 测压管2液面 h1 H/(10m) 2h2 /(10m) 2/(10m) 2/(10m) 2/(10m) 2doowh1h1h2 p00且U型管中水面与油水交界面齐平 p00且U型管中水面与油面齐平
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：同一静止液体内的测压管水头线是根等压面的投影形成的水平线。
2．当pB0时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 答：当
pB0时，即PB/γ<0，相应容器的真空区域包括以下三部分：
(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，为大气压强，故该平面以上密封的水、气所占的空间区域，为真空区域。(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定do。
答：关闭空气阀 截止阀，用打气球加压使测压管的液面高于水箱液面，U形管中的油面高于水面。读出测压管的高度h0，u形管水面的高度h1，用直尺读出油面高于水面的的高度h3。d0=h3/(h0-h1)
4．如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响
答：测压管太细会出现毛细现象，液面会高于或低于原本的高度，对读数带来误差，影响实验结果。
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：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。
八、实验总结
1.通过本实验我掌握了液式测压计的使用。
2.通过实验的操作，增强了我们的动手能力，是我对该实验装置有了深一步的认识
3.实验数据的计算加深了我对静力学平衡方程的理解。
4.通过本次实验对流体
静力学现象的实验分析，提高了进一步解决静力学实际问题的能力。 精心搜集整理，只为你的需要