流体静力学实验报告
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汕头大学实验报告
学院:工学院系:机电系年级:15 姓名:董东启学号:2015124014 成绩:
实验一流体静力学实验
一、实验目的
（1）、掌握测压管的计量方法，计算液体（水）内部的A、B、C 三点的静压强，进一步明确流体静力能量方程的几何意义。
（2）、掌握U 型测压计及多管式测压计的计量方法，计算有限容器内的气体压强，进而测定重度未知的液体（酒精）和气体（空气）的重度。
（3）、通过对压强的计量，进一步明确流体力学中的压强单位。
二、实验原理
（1）、实验装置图如下：
（2）、原理及计算公式：
a、大水箱内空气绝对压强P’>Pa 的获得:
一定质量的气体，在等温变化的情况下，有：P’1V1=P’2V2=Const。当大水箱上的小孔开时，即大水箱与大气相通，此时大小水面相平，且P’1=Pa。封闭小孔，则大水箱内气体质量为一定。小水箱上升时，使小水箱的水流到大水箱去，使大水箱的容积减少，即有 V2
b、大水箱内空气V对压强P’ c、自由液面下深度为h 时，液内任一点的压强计算公式：P=P0+γh 测压管液面与大气相连同时，用相对压强表示：P=γh；用绝对压强表示：P’=Pa+P=Pa±γh d、有限容器内气体压强 用U 型测压计时：用相对压强表示：P=(z11-z12) γ1=hbγ1 用多管式测压计时： 用相对压强表示：P=【（z1-z2）+（z3-z4）】γ1－（z2-z3）γ2 】γ1 当忽略空气重度影响时：P=【（z1-z2）+（z3-z4） e、气体重度计算： γ=0.4625（P’/T）N/m3 P’=Pa+（z7-z8）γ4 mmHg T=273+t K f、重度未知的液体的重度的测定： 根据有限容器内气体压强处处相等的原理，在U 型测压计中：P=h3γ3=h6γ1γ3=【（z11-z12）/（z5-z6）】γ1 N/m3 三、实验注意事项 1、在使小水箱上升或下降时，一定要抓住手摇曲柄不能放松，并且要时刻观察U 型计中的液体变化（在P’>Pa 时）或测压管中水位降低（在P 2、动作要柔缓，以免小水箱下降而遭损坏。 3、由于毛细现象原因，水、酒精数值读凹面，水银读凸面，且读数一定要在水位稳定之后进行。 4、实验完毕后，清洁实验装置。如果较长时间不使用，则需放空箱之水，以免日久使有机玻璃污色。 四、实验步骤： 1. P’>Pa 的获得： （1）实验开始，首先打开上端小孔，并使小水箱放置有格记“下”的位置上，水位 平稳后，读各管原始数据，并填入表中的第 1 格内。 （2）关闭大水箱上的小孔，使气体质量一定，并使小水箱上升到有格记“上”的位 置上，水位平稳后，再读各管的数据，并记录。 2. P’ （1）在前述 1 的（2）的步骤的基础上（即小水箱位于格记“上”的地方），打开上 端小孔，水位平稳后，读各管的数据，并填入表 1 中的第 4 栏内。 （2）关闭大水箱上的小孔，使气体质量一定，并使小水箱下降到有格记“下”的位 置上，水位平稳平稳后，再读各管的数据，并记录。 3. 重复实验： 按上述1 及 2 的步骤再重做一次实验，记录相应数据。 五、实验原始数据记录 1、已知原始数据： 大气压强Pa=760mmHg；大气温度T=297K；z A=0.1621米；z B=0.2410 米；z C=0.3150米。 2、第一次实验玻璃管液面高程读取数据（m） 表一 管号 P’>Pa P’ 原始读数读数Z i 相邻差h i 原始读数读数Z i 相邻差h i （1）（2）（3）（1）（2）（3） 1 0.5601 0.5769 0.0379 0.5601 0.5499 -0.0141 2 0.5532 0.5391 0.5532 0.5640 3 0.5389 0.5537 0.0206 0.5389 0.5282 -0.0296 4 0.5466 0.5331 0.5466 0.5578 5 0.5669 0.5953 0.0575 0.5669 0.5452 -0.0437 6 0.5670 0.5378 0.5670 0.5889 7 0.5085 0.5402 0.0626 0.5085 0.4853 -0.0469 8 0.5086 0.4776 0.5086 0.5322 9 0.4115 0.4680 0.0579 0.4115 0.3680 -0.0421 10 0.4113 0.4101 0.4113 0.4101 11 0.5381 0.5671 0.0570 0.5381 0.5171 -0.0424 12 0.5381 0.5101 0.5381 0.5595 13 0.4110 0.4676 0.0561 0.4110 0.3676 -0.0434 14 0.4111 0.4115 0.4111 0.4110 注：相邻差h i=z(2i-1)-z2i ( i=1,……7) 3、第二次实验玻璃管液面高程读数（m） 表二 管号 P’>Pa P’ 原始读数读数Z i 相邻差h i 原始读数读数Z i 相邻差h i （1）（2）（3）（1）（2）（3） 1 0.5601 0.5760 0.0382 0.5601 0.5520 -0.0109 2 0.5532 0.5378 0.5532 0.5629 3 0.5389 0.5554 0.0252 0.5389 0.5298 -0.0263 4 0.5466 0.5302 0.5466 0.5561 5 0.5669 0.5980 0.0629 0.5669 0.5482 -0.0378 6 0.5670 0.5351 0.5670 0.5860 7 0.5085 0.5430 0.0686 0.5085 0.4881 -0.0411 8 0.5086 0.4744 0.5086 0.5292 9 0.4085 0.4735 0.0637 0.4114 0.3730 -0.0365 10 0.4085 0.4098 0.4110 0.4095 11 0.5381 0.5700 0.0637 0.5381 0.5195 -0.0374 12 0.5381 0.5063 0.5381 0.5569 13 0.4090 0.4731 0.0627 0.4112 0.3730 -0.0373 14 0.4090 0.4104 0.4114 0.4109