1、静水压强实验

实验一 静水压强实验
一、实验目的
1、通过实验加深对流体静力学基本方程h p p γ+=0的理解。

2、验证静止流体中不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即
=+
γ
p
z 常数
3、实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。

4、巩固绝对压强、相对压强、真空度的概念，加深理解位置水头、压力水头以及测压管水头之间的关系。

5、已知一种液体重度测定另一种液体的重度。

二、实验原理
γ
A
图1 静水压强实验原理图
静水压强实验原理如图1所示，相对静止的液体只受重力的作用，处于平衡状态。

以p 表示液体静压强，γ表示液体重度，以z 表示压强测算点位置高度（即位置水头），流体静力学方程为
=+
γ
p
z 常数
上式说明
1、在重力场中静止液体的压强p 与深度h 成线性分布，即
0A 0B 0
B 0
A p p h h p p h h --=
--
2、同一水平面（水深相同）上的压强相等，即为等压面。

因此，水箱液面和测点
3、4
处的压强（绝对压强）分别为
00h p p a γ+=
()A 0a p g =+D -D ()B 0a p g =+D -D
A A a p p h g =+
()a A A p z g =+D -
B a B p p h g =+
()a B B p z g =+D - 与以上各式相对应的相对压力（相对压强）分别为
a p p p -='00
0h γ= ()0A g =D -D ()0B g =D -D
a p p p -='33
3h γ= ()A A z g =D -
B
B a p p p ¢=-B h g = ()B B z g =D -
式中 a p —— 大气压力，Pa
γ—— 液体的重度，3m N
0h —— 液面压力水头，m 0∆ —— 液面位置水头，m
A D 、
B D —— A 、B 处测压管水头，m
A z 、
B z —— A 、B 处位置水头，m A h 、B h —— A 、B 处压力水头，m
3、静水中各点测压管水头均相等，即
A B D =D
或 A B A B p p z z g g
ⅱ+=+ 或 A A B B z h z h +=+ 即测压管A 、B 的液位在同一平面上。

4 、由于密封容器顶部与左侧U 型管联通，根据联通器原理，得
()()120a a A p p g g ¢+D -D =+D -D
即 012
'A g g D -D =
D -D
式中 γ'—— U 型管中液体的重度，3
m N
1∆、2∆ —— U 型管中两液面位置高度 , m
根据上式可知，已知某种液体（如水）的重度γ，可以通过本实验确定另一种液体的重
度γ'。

三、实验步骤
1、读出液面初始位置高度Δ0 , 并记入表内。

2、顺时针旋转加减压气缸手柄，使水箱液面压力升高，此时0p >a p ,读出1∆、2∆、A D 、B D ,并记入表内。

再继续给水箱加压两次，记下各测压管位置高度。

3、逆时针旋转加减压气缸手柄，使水箱内减压，并获得0p <a p 的状态。

同样读取三组数据记入表内。

四、实验数据及处理
五、实验结果分析
1、什么原因造成两点测压管水头误差的？
2、测定其它液体重度时，为什么使用U型测压管？又为什么在U型测压管中放置了水银？。