工程流体力学实验
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工程流体力学实验
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
=+γp
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
3
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
=+
γp 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
4030403h h h h p p p p --=--
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+=
()03∆-∆+=γa p
()04∆-∆+=γa p
33h p p a γ+=
()33z p a -∆+=γ
44h p p a γ+=
()44z p a -∆+=γ
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= ()
03∆-∆=γ
()04∆-∆=γ
a p p p -='33
3h γ= ()33z -∆=γ
a p p p -='44
4h γ= ()44z -∆=γ
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
3∆、4∆—— 3、4处测压管水头，m
3z 、 4z —— 3、4处位置水头，m
3h 、4h —— 3、4处压力水头，m
3、静水中各点测压管水头均相等，即
43∆=∆
或 γ
γ'+='+4433p z p z 或 4433h z h z +=+
即测压管3、4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
()()0321∆-∆+=∆-∆'+γγa a p p
即 γγ2103'∆-∆∆-∆=
式中 γ'—— U 型管中液体的重度，3m 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∆、3∆、4∆,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。