静压强测量
《流体力学》第二章流体静力学
p z C g
pa 4 3 真空 1
p2 g
p=0
z1
z3
2
z=0
p 为压强水头 g
z 为位置水头
2.3 重力场中的平衡流体 重要结论
p p0 gh
(1) 在重力作用下的静止液体中，静压强随深度按线性 规律变化，即随深度的增加，静压强值成正比增大。 (2)在静止液体中，任意一点的静压强由两部分组成： 一部分是自由液面上的压强P0；另一部分是该点到自由 液面的单位面积上的液柱重量ρgh。 (3)在静止液体中，位于同一深度(h＝常数)的各点的静 压强相等，即任一水平面都是等压面。
2.2 流体平衡微分方程 一、欧拉平衡方程
p dx 1 p dx 1 p dx p 2 3 x 2 2 x 2 6 x 2
2 3
2
3
p dx 1 p dx 1 p dx p 2 3 x 2 2 x 2 6 x 2
dA dA n
dF pdAn
F pdAn
A
流体静压力：作用在某一面积上的总压力； （矢量） 流体静压强：作用在某一面积上的平均压强或某一点的 （标量） 没有方向性 压强。
2.1 平衡流体上的作用力 证明：
z A
pn px
微元四面体受力分析
py
dx C x
dz O dy B y
y
p x p y p z pn
C x
pz
f
↑
z
表 面 力 质 量 力
1 d yd z 2 1 Py p y d zd x 2 1 P p d yd x z z 2 P n pn d A P x px
水力学实验报告
水力学实验报告实验组别： A1 实验组员：实验日期： 5月5日;5月7日;5月10日土木系2019年5月1 流体静力学综合型实验一、实验目的和要求1. 掌握用测压管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；3. 通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析，加深流体静力学基本概念理解，提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验原理1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程pz C gρ+= 或 gh p p ρ+=0 式中：z —— 被测点相对基准面的位置高度；p —— 被测点的静水压强（用相对压强表示, 以下同）； p 0 —— 水箱中液面的表面压强；ρ —— 液体密度； h —— 被测点的液体深度。
三、实验内容与方法1. 定性分析实验(1) 测压管和连通管判定。
(2) 测压管高度、压强水头、位置水头和测压管水头判定。
(3) 观察测压管水头线。
(4)判别等压面。
(5) 观察真空现象。
(6) 观察负压下管6中液位变化 2. 定量分析实验 (1) 测点静压强测量。
根据基本操作方法，分别在p 0 = 0、p 0 > 0、p 0 < 0与p B < 0条件下测量水箱液面标高∇0和测压管2液面标高∇H ，分别确定测点A 、B 、C 、D 的压强p A 、p B 、p C 、p D 。
实验数据处理与分析参考四。
四、 数据处理及成果要求1. 记录有关信息及实验常数实验设备名称： 静力学实验仪 实验台号：__No.1___ 实 验 者：____________A1组7人_______实验日期：_5月7号_各测点高程为：∇B = 2.1 ⨯10-2m 、∇C = -2.9 ⨯10-2m 、∇D = -5.9 ⨯10-2m 基准面选在 2号管标尺零点上 z C = -2.9 ⨯10-2m 、z D = -5.9 ⨯10-2m 2. 实验数据记录及计算结果（参表1，表2） 3. 成果要求(1) 回答定性分析实验中的有关问题。
流体力学-张也影-李忠芳 第2章-流体静力学
解：设想打开封闭容器
o
液面上升高度为
P0 Pa 137 .37 98.07 4m
g
9.807
4m p0 1m 2m
60° y
hC 4 11sin 60 5.73m
o
P ghC A 225 kN
yC
4 sin 60
11
6.6m
IC
b 12
3
1152
例题：直径为1.25m的圆板倾斜地置于水面之下，其最高、最
低点到水面距离分别为0.6m和1.5m，求水作用在圆板上的总 压力大小和压力中心位置。
解：水作用在圆板上的总压力大小
P
ghc A
9.8
(1.5 0.6) 2
1.25 2
2
12.63kN
因
yc
pa O
A
pa OA
pa OA
B B
B
a
b
c
虚压力体：压力体和液体在曲面异侧，垂直分力向上
四 浮力原理
Vp Vadbfg Vacbfg
o
总压力的垂直分力为
Fpz gVp gVadbc
z
g af
Fpz1 c
x
a
b
Fpz2 d
例题：如图为一溢流坝上的弧形闸门ed。已知：R=8m，门 宽b=4m，α=30º，试求：作用在该弧形闸门上的静水总压力。
换算： 1kPa=103Pa
1bar=105Pa
三．静压强的测量
1.测压管 一端与测点相连，一端与大气相 连
p gh
2.U形管测压计 一端与测点相连，一端与大气相 例连 求pA（A处是水，密度为ρ，测 压计内是密度为ρ’的水银） 解：作等压面
压强计
电气式压强计
电气式压强计一般用于测量快速变化、脉动压力和高真空、超高 压等场合，比如应变片式压强计。应变片常由半导体材料制成，它的 电阻值 R 随压力 P 所产生的应变而变化。在受压的情况下，半导体 材料的电阻变化率远远大于金属材料。这是因为在半导体（例如单晶 硅）的晶体结构上施压后，会暂时改变晶体结构的对称性，从而改变 了半导体的导电性能，表现为它的电阻率的变化。应变片式压力传感 器就是利用应变片作为转换元件， 把被测压强转换为应变片电阻值变 化，然后经桥式电路得到毫伏级电量并传输给显示单元，组成应变片 式压强计。
(1)U形管压强计 如图所示，这是一种最基本的液柱式压强 计，它是用一根粗细均匀的玻璃管弯制而成， 也可用二支粗细相同的玻璃管做成连通器形式。 玻璃管内充填某种工作指示液(如水银、水等)。 使用前，U形管压强计的工作液处于平衡状态， 当作用于U形管压强计两端的势能不同时，管内 一侧液柱下降而另一侧则上升。外界势能差达到稳定，则两侧液柱达 到新的平衡状态。此时两侧液柱的液面高度差为R。可表示为：
倾斜式压强计是把单管 压强计或 U 形管压强计的 玻璃管与水平方向作 α 角 度的倾斜。如图所示。倾斜 角度的大小可根据需要调 节。 它使读数放大了 即������′ =
������ sin α 1 sin α
倍，
。可用于测量流体的小压差，且提高了读数分辩率。
（4）倒 U 形管压强计 倒 U 形管压强计如图所示。 指示剂为空气。 一般用于测量液体小压差的场合． 由于工作液体 在二个测量点上压强不同，故在倒 U 形的二根 支管中上升的液柱高度也不同，则
压强计
压强： Pa 帕 atm/大气压 一个标准大气压=1.01×105 Pa
mmhg/1毫米汞柱 =133.33 Pa
主要通风机静压和动压的测量方法
主要通风机静压和动压的测量方法一、引言通风机是工业生产中常用的设备，其性能优劣直接影响到工作环境和工人的健康。
通风机的静压和动压是评估其性能的重要指标，因此准确测量通风机的静压和动压至关重要。
本文将介绍通风机静压和动压的测量方法，以帮助工程师和技术人员更好地了解通风机性能的评估方法。
二、通风机静压和动压的概念静压是通风系统中气流运动过程中由于管道和设备摩擦阻力所产生的压力，通常用Pa或mmH2O等单位来表示。
动压是气流的动能所产生的压力，通常用Pa或mmH2O等单位来表示。
通风系统的静压和动压是衡量其输送风量和输送风压的重要参数，也是评价通风系统性能的重要指标。
三、通风机静压和动压的测量方法1.静压的测量方法静压是通风系统中气体的静态压力，通常可以通过测量管道中的气体压力来获取。
测量静压的常用方法有以下几种：（1）差压传感器法：通过安装在通风系统管道中的差压传感器，将管道中的气体压力转化为电信号进行测量，从而获取静压。
（2）U形管水柱法：将U形管的一端连接到通风管道中，通过测量U形管中液体水平高度的变化来计算管道中的静压。
（3）静压测压仪法：使用专业的静压测压仪进行测量，将测压仪插入通风管道中，即可直接读取静压数值。
2.动压的测量方法动压是通风系统中气体的动态压力，通常可以通过测量管道中气流的速度和密度来获取。
测量动压的常用方法有以下几种：（1）热线式风速仪法：通过安装在通风系统管道中的热线式风速仪，测量管道中气流的速度，再结合气体密度的测量结果，可以计算得到动压。
（2）动压测压仪法：使用专业的动压测压仪进行测量，将测压仪插入通风管道中，即可直接读取动压数值。
（3）Pitot管法：通过安装Pitot管在管道中，通过测量Pitot管的静压与动压差计算得到动压。
四、通风机静压和动压的综合测量方法在实际工程中，为了更全面地评估通风机的性能，常常需要综合考虑静压和动压的测量结果。
综合测量静压和动压的方法有以下几种：（1）同时测量法：通过将静压传感器和动压传感器分别安装在管道中，同时进行测量，得到静压和动压的测量结果，从而综合评估通风系统的性能。
流体平衡微分方程
§2.1静止流体上的作用力
研究流体运动规律，首先必须分析作用于流体上的力， 力是使流体运动状态发生变化的外因。 根据物理性质：重力、摩擦力、惯性力、表面张力 根据力作用的方式： 质量力、表面力
结论： 压强随深度按直线变化的规律，装在同一容器内的同一均质
静止液体，任意位置处的压强是随其所处深度变化而增减。 仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强等于表面压
强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。 自由表面下深度h相等的各点压强均相等——只有重力作用下
的同一连续连通的静止流体的等压面是水平面。 推广：已知某点的压强和两点间的深度差，即可求另外一点
问题1：比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所
受的单位质量力am水和am水银的大小？
A. am水< am水银；
B. am水> am水银；
(C)
C. am水= am水银；
D.不一定。
问题2：试问自由落体和加速度a向x方向运动状态下的液
体所受的单位质量力大小（X,Y ,Z）分别为多少？
自由落体（X=Y=Z=0）
第二章 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下的力学 规律：它以压强为中心，主要阐述流体静压强的 特性，静压强的分布规律，欧拉平衡微分方程， 等压面概念，作用在平面上或曲面上静水总压力 的计算方法，以及应用流体静力学原理来解决潜 体与浮体的稳定性问题等。
第二章 流体静力学
流体的“静止” 绝对静止：流体相对于地球无运动 相对静止：流体质点没有相对运动（容器作匀
第二章流体静力学静止流体上的作用力流体的平衡微分方程及其积分流体静力学基本方程流体静压强的测量静止流体对平面壁的作用力静止流体对曲面壁的作用力第二章流体静力学流体静力学主要研究流体在静止状态下的力学规律它以压强为中心主要阐述流体静压强的特性静压强的分布规律欧拉平衡微分方程等压面概念作用在平面上或曲面上静水总压力的计算方法以及应用流体静力学原理来解决潜体与浮体的稳定性问题等第二章流体静力学流体的静止绝对静止相对静止由于静止流体的流体质点间没有相对运动因而流体的粘性显示不出来可以看作理想流体静止流体
名师讲义【中国计量大学】工程流体力学第二章 流体静力学
用dx、dy、dz除以上式，并化简得
X 1 p 0 （1） x
同理
Y 1 p 0 （2） —欧拉平衡微分方程（2.4）
y
Z 1 p 0 （3）
z
意义：平衡流体所受的质量力分量等于表面力分量。该
方程用于可压、不可压流体，理想和黏性流体。是流体静 力学最基本的方程。
9
现代设计制造研究所
18
现代设计制造研究所
静止液体中的压强计算和等压面
等压面
1、在重力作用下，不可压缩静止流体中的等
高面为等压面； 2、自由表面。
p p0 gz0 z p0 gh
静压强分布
19
现代设计制造研究所
静止液体中的压强计算和等压面
习题1：水池中盛水如图。已知液面压强 p0 98.07kN / m2，
解:圆柱体底面上各点所受到的计示 压强为:
F mg 100 5.1 9.807
pe d 2 / 4 0.7854 (0.12)2 13263(Pa)
pa F
H h
pe g(h H )
1
H pe h 0.8524(m)
g
w 1
d
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现代设计制造研究所
流体静压强的测量
1. 静压强的单位
物理意义：在重力作用下的连续均质不可压静止流体
中，各点单位重量流体的总势能保持不变(能量守恒)。
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现代设计制造研究所
静止液体中的压强计算和等压面
p gz C
p gz p0
C由边界条件确定。如果假定在液
面上，Z=0，p=p0，则C=p0。
p p0 gz
如果选取h的坐标方向与z轴相反，则： p p0 gh
积分 p gz c
工程流体力学课件第章流体静力学
3、箭头表示静压强的方向，由静压强的特性，箭头应垂 直指向作用面。
26
27
3.4.5 可压缩流体中的压强分布
在工程应用中，除特殊的场合外，液体通常认为是不可 压缩的，但气体则在许多场合需要看成可压缩流体， 即其密度不能近似认为是不变的。比如在地球周围的 大气中，空气的密度随着海拔高度的增加而减小。
如果所要测量的压强数值比较大，测压管的长度就必须 很长，在实际中不方便使用。由静力学基本方程式可 知，同样大小的压强，用液柱高来表示时，测液（ Gage fluid）的密度越大，则液柱高度越小，U型管测 压计就是利用这种原理制成的，如图3-10所示，此时测 液通常采用水银，因为水银的密度较大。
35
3.5.4 差压计
2、由式(3-8b)可知流体的静压强随流体密度的增加而增 加，比如海水中相同深度下的静压强比淡水大许多， 这也正是在海水中游泳更省力的原因。
3、处于平衡状态的流体中，任一点的静压强中均包含自 由表面的压强 ，这表明自由表面（或者说边界面）上 的压强等值地传递到流场中的任一点，这正是帕斯卡 定律(Pascal law)。
38
39
例题3-3 如图3-13所示，用一个复式测压计（双U形管） 测量A、B两点的压差。已知h1=600mm，h2=250mm， h3=200mm ， h4=300mm ， h5=500mm ， =1000kg/m3 ， =772.7 kg/m3， =13.6×103 kg/m3。
40
41
3.6 流体的相对平衡
55
56
3.7 静止流体对壁面的作用力
第二章 流体静力学
p x pn
p x pn
6
f x dx 0
同理，在y和z方向得到
p y pn
p z pn
p x p y p z pn
说明： （1）静止流体中不同点的压强一般是不等的，同一点的各 向静压强大小相等。 （2）运动状态下的实际流体，流体层间若有相对运动，则 由于粘性会产生切应力，这时同一点上各向法应力不再相等。 （3）运动流体是理想流体时，由于不会产生切应力，所以 理想流体动压强呈静压强分布特性，即
1标准大气压(atm)=101337 Pa=10.33mH2O=760mmHg
1工程大气压(at)=98100 Pa=10mH2O=735mmHg
各种压力单位的换算关系
标准大压 帕(Pa) 米水柱 毫米水银 柱 mmHg
760 750.06 735.58
atm
1 0.9869 0.9679
N/m2
p p0 (ax gz)
等压面方程： 自由液面方程：
ax gz c
ax gz 0
二、等角速度旋转容器中液体的平衡
流体对平面的作用力
dF pdA ( p0 gh)dA p0 dA gy sin dA
F dF ( p0 gy sin )dA
1 p 0 x
fx
同理， f 1 p 0 y
y
fz
1 p 0 z
1 p fx 0 x 1 p fy 0 dp ( f x dx f y dy f z dz) y 1 p fz 0 z
水静压强实验
Z1 （ cm ）
Z2 （ cm ）
Po Pa (Z2 Z1 )
(大气压)
Po Pa 时表压
（大气压）
Po Pa 时真空度（大
气压）
Po PaPo Pa来自1 2 3 1 2 3
六、演示步骤 如果对密闭容器的液体表面加压时， 其容器内部的压力向各个方向传递， 在右侧的测压 管中，可以看到由于 A、B 两点在容器内的淹没深度 h 不同，在压力向各点传递时，先到 A 点后到 B 点。在测压管中反应出的是 A 管的液柱先上升而 B 管的液柱滞后一点也在上升， 当停止加压时，A、B 两点在同一水平面上。 1、关闭排气阀，用加压器缓慢加压， U 形管出现压差 h ，在加压的同时，观察右侧 A、B 管的液柱上升情况； 2、打开排气阀，使液面恢复到同一水平面上，关闭排气阀，打开密闭容器底部的水门， 放出一部分水，造成容器内压力下降。 七、思考题 1、用该设备是否可以测出其他液体的重度？为什么？ 2、A、B 管内的液面高度为何相等？
实验三 水静压强实验
一、实验目的 1、加深理解静力学基本方程式及等压面的概念； 2、理解封闭容器内静止液体表面压力及其液体内部某空间点的压力； 3、观察压力传递现象。 二、实验仪器 装置如图 1 所示
图 1 水静压强仪
三、实验原理 对密封容器的液体表面加压时，设其压力为 Po ，即 P o P a 。从 U 形管可以看到有压差 产生， U 形管与密封容器上部连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升， 由此可知液面下降的表面压力即是密闭容器内液体表面压力 Po ， 即P o P a gh ，h 是 U 形管液面上升的高度。当密闭容器内压力 P0 下降时， U 形管内的液面呈现相反的现象，即 Po Pa ，这时密闭容器内液面压力 Po Pa gh 。 H 为液面下降高度。 四、实验步骤 1、向水箱内注水至 2/3 处，拧紧加压器并打开排气阀门，关闭与烧杯相连的导管上的 阀门，打开与 U 形管相连的阀门； 2、用加压器缓慢加压，关闭排气阀门及与 U 形管相连的阀门，读取 Z1 （靠近水箱一 侧液柱的高度）、 Z 2 （同一个 U 形管另一侧的液柱高度），同时观察 A、B 管内液柱变化 情况并重复三次； 3、打开与烧杯相连的导管上的阀门，不再有气泡冒出后，关闭该阀门； 4、关闭排气阀门，打开水箱下端排水阀门，放出少量水，读取 Z1 、 Z 2 ，同时观察 A、 B 管内液柱变化情况，并重复三次。 五、数据处理 实验数据填入表 1 中
流体静压强的测量
1、测压管(Pressure Tube)
结构：一根内径为10mm左右的直玻璃管的下 端与装有液体的容器连接，上端开口与大 气相通，
原理： 从玻璃管这一侧来看，如果从点A算 起，管内液柱高度为h，则点A上的压强
pA pa gh
▪单直管测压计特点：
较精确、简单，但只能测液体的较低压强。如果测管内径很 细，有毛细管现象，影响读数的精确性。
❖负压的绝对值为真空度。
pa
a
二、压强的三种度量单位： 1、以压强基本定义为基准：
SI制：N/m2, Pa. 工程制：kgf/m2 2、以大气压强为基准：
SI制：1 标准大气压=101325Pa 工程制： 1工程大气压=105Pa 3、以液柱高度为基准：
由P=ρgh, h= P/ ρg而来
1 标准大气压=10.33m水柱=760mm汞柱(自行推倒） 1工程大气压=10m水柱
若忽略杯内液面的变化，容器中气体的表压力为
单管杯式测压计
pg gh
使用这种压强计时，必须记住较高压强处总是与杯形端相接，才能使压 强在玻璃管上反映出来。
5、倾斜微压计----测定微小压强（或压差）
如图：微压计一般用于测定气体压强，它的测压管是
倾斜放置的，其倾角为α。
容器中气体的绝对压力为：
p pa g(h h)
故：p1+γB（h＋H）=p2+γAh＋γBH
因而 p1-p2=(γA-γB)h
• 思考：如果必须考虑储液室液面下降，压 强差怎么表达？
• 参见课后习题2-13
的高度。
h
容器中气体的绝对压力为
p pa g(h h)
其表压力为 pg g(h h)
单管杯式测压计
主要通风机静压和动压的测量方法
主要通风机静压和动压的测量方法1.引言通风机在工业生产中扮演着至关重要的角色，它们被广泛用于提供空气流动和排放废气。
为了确保通风机的正常运行，需要对其静压和动压进行测量。
静压是指气体流体静止时的压力，而动压则是指气体流体流动时的压力。
本文将重点介绍主要通风机静压和动压的测量方法。
2.通风机静压的测量方法2.1静压传感器静压传感器是一种专门用于测量气体静压的装置。
它通常由一个管路和一个敏感元件组成。
当气体流经管路时，静压传感器能够测量管路内部的压力，从而准确地测量出气体的静压。
静压传感器的优点是测量精度高，响应速度快，适用于各种环境条件。
2.2风洞实验风洞是一种用于模拟大气环境的实验设备，通过控制气流速度和方向，可以在其内部进行通风机静压的测量。
在风洞实验中，通常会将静压传感器安装在不同的位置，以获取准确的静压数据。
通过对风洞内部气流的监测和调整，可以获得不同工况下的静压数据，从而评估通风机的性能。
2.3数值模拟数值模拟是一种通过计算机软件模拟气体流动过程的方法。
通过建立通风系统的数学模型，可以对其中的静压进行精确计算。
数值模拟具有精度高、成本低的优点，在实际工程中得到了广泛应用。
通过数值模拟，可以在设计阶段就对通风机的静压进行评估和优化，从而提高通风系统的整体性能。
3.通风机动压的测量方法3.1动压管动压管是一种专门用于测量气体动压的装置，它利用动量方程和能量方程来测量气体动压。
动压管的工作原理是将气流引入一个特定形状的管道中，在管道内部产生静压梯度，从而测量出气体的动压。
动压管具有结构简单、测量精度高的优点，适用于大多数通风系统中。
3.2旋翼动压测量法旋翼动压测量法是一种通过旋翼装置来测量气体动压的方法。
在通风系统中，可以通过安装旋翼装置来获取气体动压的数据。
旋翼动压测量法具有可直接测量动压、适用于高速气流等优点，是一种常用的通风机动压测量方法。
3.3霍博管霍博管是一种专门用于测量气体速度和动压的装置。
流体静压强的测量液柱式测压计
流动参数的测量一、静压强的测量在流体力学实验中，压强是描述流体状态和运动的主要参数之一。
设S ∆为流体中任意小的面积，P ∆为与S ∆相邻的流体微团作用在该微团上的力，当S ∆无限缩小并趋于一点时，其上的压力由数学表示为limS PP S∆→∞∆=∆通过测量压强还可以求得流体速度、流量等许多力学量。
因此在流体力学实验中，压强的测量是最基本和最重要的测量。
由于压强测量都是以差值的方式出现，即压强值都是相对某个基准而言的。
常用的基准有绝对压强和计示压强，绝对压强是以完全真空为基准计量的压强；计示压强是以当地大气压强为基准计量的压强。
压强分静压强、动压强和总压强，总压强=动压强+静压强1）静压强：流场中某一点得静压强指的是该点三个方向法向压强的平均值1122331()3P σσσ=-++，对管流来说，就是对管壁的法向压强，该压强不会引起流线变化或者可以理解为一个与流体同样的运动速度的物体所受到的压强，一般采用管壁上引出或采用有侧孔的探头测量。
2）总压：又称驻点压强。
流体受到滞止，在没有任何能量损失的情况下速度降至零时的驻点压强，一般采用有迎流矢方向测孔的探头测量。
3）动压强：引起流体运动的压强，用总压强减静压强所得。
测量压强的仪表称为测压计。
根据测量方式的不同，测压计分为三类：第一类液柱式测压计，它们是根据流体静力学基本方程式利用液柱高度直接测出压强的。
它们测量准确，可测微压，不适用于高压的测量，下面将作详细阐述。
第二类金属式测压计，它们是利用金属的弹性变形并经过放大来测出压强的，是间接测量法。
图1中用椭圆断面的金属弯管来感受压强的波登管测压计和b 中用金属膜片来感受压强的膜片式测压计都是这种测压计。
它们可测较高的压强，不适于微压的测量。
长期使用，金属的弹性变形会有变异，需要定期标定。
第三类电测试测压计，它们是利用感受元件受力时产生压电效应、压阻效应等的电讯号来测量压强的，是间接测量法。
图2为压电晶体式传感器的结构示意图，常用的还有应变片式传感器等。
静压测量
1.2.1 基本测量方法
伯努利方程
V12 p1 V22 p2 z1 z2 2g g 2g g
适用条件：定常、理想、均质、不可压缩流体，同一流线上两点 实际流体
V12 p1 V22 p z1 z2 2 2g g 2g g
基本概念：静压、动压、总压、总压的方向性、加速度、速度
25 ~ 30
现代流动测试技术
2）影响压力测量精度的因素
探头安装偏差
毕托管： 25 ~ 30 时，半球形头部形式，动压误差<5% 其它头部形式，动压误差可达15%
速度梯度影响
粘性影响和近壁效应
Re >250,孔心距壁面大于2倍探针外径
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采用总压探头（总压管）测量总压，在使用时，其感压孔轴线应 对准来流方向 采用同时测量总压和静压的复合测压管测量压差
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第4页
现代流动测试技术
1.2.2 壁面压力测量
1）壁面测压孔
使用条件：
流线平直
p 0 y
优点：简单方便，对流体干扰小，设计合理 时精度较高 缺点：只能测量流线平直的简单、稳定流 动，流线弯曲越严重， 测量误差越大
液体
气体 第10页
蒸汽
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现代流动测试技术
压差测量
液体
气体
蒸汽
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现代流动测试技术
1.2.3 空间单点压力测量
1）测压管（探针）
L形静压管
半球形头 (Ma <0.7)
流体静压强的测量
1、测压管(Pressure Tube)
结构：一根内径为10mm左右的直玻璃管的下 端与装有液体的容器连接，上端开口与大 气相通， 原理： 从玻璃管这一侧来看，如果从点A算 起，管内液柱高度为h，则点A上的压强
p A p a gh
单直管测压计特点：
较精确、简单，但只能测液体的较低压强。如果测管内径很 细，有毛细管现象，影响读数的精确性。
2、U型管(the U-shaped tube)测压 计
U形管的1与2是等压面，即p1=p2，则：
pa 2 gh p2 p1 pc 1 gH
pc p a 2 gh 1 gH
若容器内是气体，则ρ1＜＜ρ2，即ρ1 gH 可 忽略不计，容器内的压强 pc为
pc pa 2 gh
解：此处的等压面有两个，1—2—3和4—5。
根据“从一边开始，找等压面，向上减，向下加”的原则得 到：
p B p A 1 gh1 2 gh2 3 gh3 p A p B ( 1h1 2 h2 3 h3 ) g
例题：2-3
4、单管杯式测压计（杯形压强计）
容器中气体的绝对压力为hhgppa?????其表压力为hhgpg????单管杯式测压计h?4422dhdh????hddh22??122ddghpg???根据体积平衡的原理hhgpg????h??由于利用这种测压计测量压力时只需进行一次读数因此读数的绝对误差可比由于利用这种测压计测量压力时只需进行一次读数因此读数的绝对误差可比u型管测压计减小一半
由于水平面3－4是等压面，即p3=p4， 故：p1+γB（h＋H）=p2+γAh＋γBH 因而 p1-p2=(γA-γB)h
• 思考：如果必须考虑储液室液面下降，压 强差怎么表达？ • 参见课后习题2-13
流体静压强测定实验
3.1 流体静压强测定实验一、实验目的1. 掌握测量流体静压强的方法。
2. 熟悉微压计的原理及使用。
3. 熟悉利用静压强公式和等压面概念测定流体密度的方法。
二、实验装置：图 1-1如图1－1 所示，有一水箱，中间有层隔板，隔板右部与水箱盖密闭，下部不通到底，使水箱左右二部份相通，水箱右侧盖板上装一旋阀V ，水箱左侧放置一升降块，升降块调节后用一螺钉固定其位置，当旋阀开启时水箱左右二侧液面上均为大气压强，应为同一水平线。
为旋阀关闭时，调节升降块位置使水箱右侧液面上气压增加或减少。
实验目的是要测箱壁A 点、箱底B 点出口处压强及两组U 型管不同液体的密度，为此在相应位置上引出测压管和U 型管。
测管1－2装有未知密度的液体1ρ，测管3－4装有二种未知重度2ρ和3ρ的液体，利用等压面概念可求出三种液体的密度。
测管5和6分别联到被测点A 与B ，测管7和水箱上下相通。
此外旋阀V 上端还可用一软管与微压计（或压力传感器等）相接，打开旋阀V 使水箱液面上气体与微压计相通，用微压计测量水箱液面上的压强可提高其精度。
三、实验原理流体静压强计算公式 0p p gh ρ=+其中：p 为待测点的压强2(N m )0p 为水箱中液体上的压强2(N m )ρ为待测液体的密度2(N m )h 为液面与测压点垂直距离(cm)实验结果表明：1. 当液面压强不变时，压强随测点位置不同而变化。
0p2. 当测点位置不变时，压强随液面压强的不同而变化。
3. 当液面压强确定后，运用等压面概念可求出待测液体的密度。
4. 密度是液体的属性，不因液面压强改变而变化。
四、实验数据记录测压点坐标位置 =A h cm =B h cm 当微压计中液体的比重为0.8时，校正系数=k 测压管读数记录 (单位cm)测管编号 1 2 3 3-4 4 5 6 7 微压计读数 液面=大气压液面>大气压 液面<大气压五、思考题1. 测管5与6液位高度相同，是否意味着A 、B 二测点压强相同，为什么？2.静止流体自由面总是垂直于重力方向，这是为什么？3.二种不同密度的液体在同一容器中，其分界面总是水平面，其理由是什么？。