重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告

开课实验室：年月日

学院年级、专业、班姓名成绩

课程名称流体力学实验

实验项目

名称

流体静力学实验

指导教

师

教师

评语教师签名：

年月日

一、实验目的

1、验证静力学的基本方程；

2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能；

3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象；

4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。

二、实验原理

流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。

1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下，

静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p

+ ρg h

2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时，

静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。

3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强

为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料

使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加

压打气球、减压阀

材 料：水、油 四、实验步骤

1、熟悉一起的构成及其使用方法；

2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面； 测点标高a ∇=1.60CM b ∇=-3.40CM c ∇ =-6.40CM

测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3

3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0∇和测管2液面标高2∇（此时0∇=2∇）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0∇及2∇（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2∇< 3∇），测记0∇及2∇。

4、测定油容量

（1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0∇及2∇，取平均值，计算

0∇-2∇=H 1。设油的容重为r ，为油的高度h 。由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a

为水的容重

（2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0∇及2∇，取平均值，计算0∇-2∇=H 2。得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重 式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

流体静压强测量记录及计算表 单位：cm

液面条件

序号

水箱液

面0∇ 测压管

液

面

2∇

压强水头

测压管水头

a p /γ

=2∇-

a ∇

b p /γ

=2∇- b ∇

c p /γ=2∇-c ∇

Z

a

+a p /γ Z

b

+

b p /γ Z

c +c

p /γ

0p =0 1 10.00 10.00 7.90 12.90 15.90 15.90 15.90 15.90 0p > 0 1

10.20 13.60 11.50 16.50 19.50 19.50 19.50 19.50 2 10.08 15.51 13.41 18.41 21.41 21.41 21.41 21.41 3

10.02 23.92 21.82 26.82 29.82 29.82 29.82 29.82 0p < 0 1

10.18 7.42 5.32 10.32 13.32 13.32 13.32 13.32 2 10.14 5.75 3.65 8.65 11.65 11.65 11.65 11.65 3

10.10

3.53

1.43

6.43

9.43

9.43

9.43

9.43

油容量测量记录及计算表 单位：cm

条件

序号

水箱液面0∇

测压管

液面2∇ H 1=

-0∇+2∇

1h H2=0∇-2∇

2h

γ= a

1h /(

1h +2

h )

0p > 0且U 形管中水面与油水交界面齐平

1

9.90 23.38 13.48

13.55

2

9.86 23.50 13.64

γ=

0.008122 N/cm 3

3 9.90 23.42 13.52

0p < 0且U 形管中水面与油水交界面齐平

1

9.80 7.00 2.80

2.81

2 9.80 7.00 2.80

3 9.80 6.98 2.82