水力学 静水压强演示实验
水力学 静水压强演示实验
Δp = ρgΔh .在压差相同的情况下，不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定
液体的重度。
实验设备
如图所示，在一全透明密封有机玻璃箱内注水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压 筒相连，调压筒的顶部与大气连通。水箱顶部装有排气阀K1，另从孔口K2接出管子与测压排 中的三个U形比压计中的测管 1，3，5 相通，U形比压计 1-2 与水箱不连通，内装液体为油， ρ 油 < ρ 水 ，U形比压计 3-4、5-6 在测点A和B（底部）与水箱接通。从开关K3接出的管子插入 另一容器中的染色水中。
即在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。
z 测压管的一端接大气，这样就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律，可知连
通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。这就是测压管量测静水压的
原理。
z
压强水头 p ρg
和位置水头
z
之间的互相转换，决定了液柱高和压差的对应关系：
实验数据记录
仪器编号：
有关常数：A点高程 ∇ A =
cm，B点高程 ∇B =
cm， ρ 水 = 1.0×10-3 kg/cm3
测管液面高程读数记录
工况
测次
∇1 (cm)
∇2 (cm)
∇3 (cm)
∇4 (cm)
∇5 (cm)
∇6 (cm)
1
p0 > pa2#源自1p0 < pa
2
#
静压-2
实验结果
静水压强量测结果
a点高程10103kgcm测管液面高程读数记录工况静压2实验结果静水压强量测结果工况表面压强的改变基准面oo线位置的改变对ab两点的位置水头与压强水头有什么影响
静水压强量测实验
静水压强量测实验一、实验目的要求、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分析研讨，进一步提高解决静力学实际问题的能力。
4、巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。
二、实验装置、图1.1 静水压强实验装置图1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U 型测压管；6、通气阀；7、加压打气球；8、截止阀；9、油柱；10、水柱；11、减压放水阀。
说明：1、 所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准；2、 仪器铭牌所注B ∇、C ∇、D ∇系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准点，则B ∇、C ∇、D ∇亦为B z 、C z 、D z ； 3、 本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。
三、实验原理、1、在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为：z + γp=const 或： h p p ⋅+=γ0 （1.1） 式中： z —— 被测点在基准面以上的位置高度；p —— 被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p —— 水箱中液面的表面压强；γ —— 液体容重；h —— 被测点的液体深度。
另对装有水油（图1.2及图1.3）U 型测管，应用等压面原理可得油的比重0s 有下列关系：0s = ϖγγ0 = 211h h h + （1.2）据此可用仪器直接测得0s四、实验方法与步骤、1、搞清仪器组构及其用法，包括：1）阀门开关；2）加压方法 —— 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； 3）减压方法 —— 开启筒底阀11放水；4）检查仪器是否密封 —— 加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。
若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。
2、记录仪器编号及各常数（记入表1.1）。
3、量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。
1）打开通气阀6（此时p 0=0），记录水箱液面标高0∇和测管2液面标高H ∇（此时0∇=H ∇）； 2）关闭通气阀6及截止阀8，加压使形成p 0＞0，测记0∇及H ∇；3）打开放水阀11，使形成p 0＜0（要求其中一次γBp ＜0，即H ∇＜B ∇），测记0∇及H ∇。
水力学实验报告(静水压强量测实验)
2
������0 = ������������ + ������（∇7 − ∇6） (Pa)
203220 252220 76473 33027
3
������������ = ������[(∇1 − ∇2) + ������0������] (Pa)
199920 248920 73173 29727
答：1、4、5 号管液面不等压，1 号管与外界相通，������0 = ������������，为外界大气压，而 4、 6 号管与箱体连通，������4 = ������6 = ������0，为箱内部气压，二者不同。 1 号管与 3 号管均与外界大气相通，������1 = ������3 = ������������。
差，如读数误差，尺倾斜误差等。
七、 回答实验指导书中有关问题
1、 第 1、2、3 号管和 4、6 号管，可否取等压面？为什么？
答：1、2、3 号管可以取等压面，因为他们连接的介质相同，且都连通箱体液体。
4、6 管上端空气连通，底部液体并不连通，因而不可取等压面
2、 第 1、4、6 号管和 1、3 号管中的液面，是不是等压面？为什么？
学院：水利水电学院
专业：水利水电工程
2014 年 6 月 2 日
实验名称
静水压强量测实验
指导教师
赵昕
年级
2012
学号
2012301580228
成绩
姓名
王頔
一、 实验的目的 1. 量测静水中任一点的压强。 2. 测定另一种液体的重率。 3. 要求掌握 U 形管和连通管的测压原理以及运用等压面概念分析问题的能力。
6
������′
(N/m3)
静水压强实验
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、实验仪器外形图三、实验原理对密封容器的液体表面加压时，设其压力为P ，即P0> 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P0，即P0= P a+ρgh，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P0<P a，这时密闭容器内液面压力P0=P a -ρgh 。
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）、Z2（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、Z2,同时观察A、B 管内液柱变化情况，并重复三次。
五、数据处理六、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Δh，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。
静水压强实验 (1)
1● 所有测管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准；● 仪器铭牌所注B ∇、C ∇、D ∇系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则B ∇、C ∇、D ∇亦为B z 、C z 、D z ；● 本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开，垂直管轴线为关。
三、实验原理1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程const pz =+γ或 h p p γ+=0 式中 z —被测点在基准面以上的位置高度；p —被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p —水箱中液面的表面压强；γ—液体重度；h —被测点的液体深度。
2．对装有水和油的U 型测压管（下图），油柱高度为H ，油的相对重度0S 可应用等压面原理推导如下：2油的相对重度测定原理图当U 型管中水面与油水界面齐平时，有101h p w γ= H p 001γ=另当U 型管中水面和油面齐平时，则有202h p w γ-=H H p w 002γγ=+由以上四式联解可得 21100h h h S w +==γγ 据此可通过测压管2直接测得油的相对重度0S 。
四、实验方法与步骤1．搞清仪器组成及其用法，包括：3● 各阀门的开和关，阀门旋柄顺管轴线为开，垂直管轴线为关； ● 加压方法：关闭所有阀门（不包括截止阀7），然后用打气球充气； ● 减压方法：关闭通气阀6，开启筒底阀11放水；● 检查仪器是否密封。
加压后检查测管1、2、5液面高程是否恒定。
若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。
2．记录实验装置台号No ．及各常数。
3．量测各点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。
● 打开通气阀6(此时00=p )，记录水箱液面标高0∇（即测管3）和测管2液面标高H ∇(此时H ∇=∇0)； ● 关闭通气阀6及截止阀8，加压使之形成0p ＞0，测记0∇及H ∇(测量3次)；● 打开通气阀6及截止阀8，待液面稳定后，关闭通气阀6，加压，至测压管2不再上升，测量4＃测压管插入小水杯中的深度（即测压管2与水箱液面高差）。
静水压强实验
试验一：静水压强实验
一、实验目的
1、验证静水力学基本方程；
2、测定静止液体内某点的静水压强；
3、验证压强的特性。
二、实验原理
1、静水压强的实验仪器为静压仪。
若以p 表示静水压强，p 0表示表面压强，z 表示压强测算点的位置（测算点至基准面的高度），则在重力作用下的静水压强基本公式为：0p p h γ=+。
2、水静力学基本方程1
2
12p p z z γγ
+
=+
=常数，表明测压管1、2的水位在同一水平面上。
3、由等压面知：连通的同种液体的水平面时等压面，00
112
2a a a p p h p p h p p h
γγγ=+⎧⎪
=+⎨⎪=+⎩。
三、仪器装置和实验步骤 1、静压仪，水箱上装有加压气囊。
2、实验步骤：
(1)打开气阀，观察水面现象，量出0h 、1h 、2h ，计算0p 、1p 、2p ；
(2)关闭气阀，用气囊向水箱中充气，液面静止后量出0h 、1h 、2h ，计算0p 、1p 、2p ；
(3)打开进水阀K ，将水箱中水放入小烧杯中倒满，而后关闭K ，液面静止后量出0h 、1h 、2h ，计算
0p 、1p 、2p 。
四、实验数据
分别求出各次测量时1、2点压强及0p ，并验证1
2
12p p z z γ
γ
+
=+。
实验时注意，读取测压管数据时，视线必须和液面在同一个水平面内，并在水位稳定时进行，以免发生误差。
图1 静压仪
单位：mm。
实验1 静水压强实验
实验一静水压强实验 1.1实验目的和要求掌握用测压管测量静水压强的方法，通过对水静力学现象的实验分析，加深理解水1.静力学方程的物理意义和几何意义，提高解决实际问题的能力。
??p?Zp Z，、观察在重力作用下液体任意点的位置水头和测压管水头压强水头2. 验证不可压缩流体静力学的基本方程；pp?p??ppp时静水中某一点的压强，分析各测压管水头变测量当和、3.a0a0a0化规律，加深对绝对压强、相对压强、表面压强、真空压强和真空度的理解； 4.学习测量液体比重的方法； 1.2静水压强实验的原理在重力作用下，处于静止状态下不可压缩的均质液体，其基本方程为pp21C??Z? Z??（1-1）21???p Z为单位重量液体的为单位重量液体相对于基准面的位置高度或称位置水头；式中，??p?Z p称为测压管为静止液体中任意点的压强；压能或称压强水头；为水的重度；水头。
）的物理意义是：静止液体中任一点的单位位能和单位压能之和为一常数，而方程（1-1?pZ?表示单位重量液体具有的总势能，因此也可以说，在静止液体内部各点的单位重量液体的势能均相等。
几何意义是：静止液体中任一点的位置高度和该点压强的液柱高度之和为一常数。
静水压强方程也可以写成?h?p?p（1-2）0p h为由液面到液体中任一点的深度。
上式说明，为作用在液体表面的压强；式中，在静0?p ph与液体容重，等于表面压强加上该点在液面下的深度止液体中，任一点的静水压强0的乘积之和。
表面压强遵守巴斯家原理，等值地传递到液体内部所有各点上，所以当表面压p ph与该点在液面下的深度）可知，静止液体中某一点的静水压强一定时，由式（1-2强0成正比。
p，则式（1-2如果作用在液面上的是大气压强）可写为a?hp?p?（1-3）a p与液体重上式说明当作用在液面上的压强为大气压强时，其静水压强等于大气压强a?h乘积之和。
这样所表示的一点压强叫做绝对压强度（当液面上压强不等于大气压和水深p表示）。
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=+γpz 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γA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=+γpz 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 0B 0A 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 -DA 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 -='000h γ= ()0A g =D -D ()0B g =D -Da p p p -='333h γ= ()A A z g =D -BB a p p p ¢=-B h g = ()B B z g =D -式中 a p —— 大气压力，Paγ—— 液体的重度，3m N0h —— 液面压力水头，m 0∆ —— 液面位置水头，mA D 、B D —— A 、B 处测压管水头，mA z 、B z —— A 、B 处位置水头，m A h 、B h —— A 、B 处压力水头，m3、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 gⅱ+=+ 或 A A B B z h z h +=+ 即测压管A 、B 的液位在同一平面上。
理工大学给排水水力学实验
一 静水压强测定实验一、实验目的要求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分析研讨，进一步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const rpz =+或h p p γ+=0 （1.1）式中： z —— 被测点在基准面的相对位置高度；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；γ—— 液体容重；H —— 被测点的液体深度。
三、实验方法与步骤1．搞清仪器组成及其用法。
实验装置如图，包括： 1）各阀门的开关；2）加压方法 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用打气球充气； 3）减压方法 开启筒底阀放水；2、记录仪器编号及各常数（记入表1）。
3、量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。
1）打开通气阀6（此时p 0=0），记录水箱液面标高0 ∇ 和测管2 液面标高H ∇ （此时0 ∇ = H ∇ ）； 2）关闭通气阀6 及截止阀8，加压使形成p 0＞0，测记0 ∇ 及H ∇ ；3）打开放水阀11，使形成p 0＜0（要求其中一次g B p ＜0，即H ∇ ＜ B ∇ ），测记0 ∇ 及H ∇ 。
四、实验思考题：1）同一静止液体内的测管水头线是一根什么线？2）当p B＜0 时，试根据记录数据，确定真空度大小及所在区域。
表1 流体静压强测量记录及计算表单位：cm二流线的演示实验流谱及流线演示实验构示意图。
该仪器用有机玻璃制成，通过在水流中掺入气泡的方法，演示出不同边界条件下的多种水流现象，并显示相应的流线。
整个仪器由四个单元组成，每个单元都是一套独立的装置，可以单独使用，也可以同时使用。
三、实验步骤1．打开进水阀门，给流动演示仪通水。
2．用调节进气量旋纽调节气泡量的多少，使仪器能够清楚地观察到流线。
3．演示内容如下：Ⅰ型：显示管道突然扩大和突然收缩时的管道纵剖面上的流动状况。
静水压强实验报告
静水压强实验报告
实验目的：研究静水的压强分布规律。
实验器材：水槽、塞子、刻度尺、玻璃管、手柄塞、气泵、橡胶管、水柱
实验原理：静水压强是指水柱的压力作用在一定面积上的力，即单位面积上的压力。
静水压强与水柱的高度，液体的密度和重力加速度有关，可用公式P = ρgh计算，其中P为静水压强，ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
实验步骤：
1. 将水槽中水平放置，并将塞子拔掉。
2. 在水槽中放入玻璃管，使其底部接触水面，并固定在水槽边缘。
3. 在玻璃管中装入水柱，使其高度适当。
4. 用刻度尺测量水柱的高度h，并记录下来。
5. 在水柱上方插入手柄塞，并用气泵将其固定。
6. 运用压力表测量手柄塞上受到的压力，并记录下来。
7. 重复实验3至6，分别改变水柱的高度，得到不同高度下的
压力值。
实验数据：
水柱高度h (cm) 手柄塞上压力P (Pa)
-----------------------------
10 1000
20 2000
30 3000
40 4000
50 5000
实验结果分析：根据实验数据，可以计算得到水柱高度与静水压强的关系，绘制压强-高度的图形。
根据实验结果可以得出
结论，当水柱的高度增加时，静水压强也随之增加，并且压强与高度之间呈线性关系。
实验结论：静水压强与水柱的高度成正比，当水柱高度增加时，静水压强也随之增加。
该实验结果验证了静水压强与水柱高度之间的关系。
水力学实验
实验一 静水压强演示实验一、目的要求1、量测静水中任一点的压强；2、观察封闭容器内静止液体表面压力。
3、掌握U 形管和测压管的测压原理及运用等压面概念分析问题的能力。
二、实验设备实验设备见实验室水静压强仪。
三、实验步骤及原理1、打开排气阀，使密封水箱与大气相通，则密封箱中表面压强0p 等于大气压强a p 。
那么开口筒水面、密封箱水面及连通管水面均应齐平。
2、关闭排气阀，用加压器缓慢加压，密封箱中空气的压强缓慢增大。
U 形管和测压管出现压差△h 。
待稳定后，开口筒与密封箱两液面的高差即为压强差h p p a γ=-01。
3、打开排气阀，使液面恢复到同一水平面上，关闭排气阀，找开密闭容器底部的水门，放出一部分水，造成密闭容器的体积增大而压强减小。
此时a p p <0，待稳定后，其压强差称为真空，以水柱高度表示即为真空度：32120∇-∇=∇-∇=-γp p a =h 24、按照以上原理，可以求得密封箱液体中任一点A 的绝对压强A p '。
设A 点在密封箱水面以下的深度为A h 0，1号管和2号管水面以下的深度为A h 1和h 2A ，则：A p 'A a h h p p 02100)(γγ+∇-∇+='A a A a h p h p 21γγ+=+=四、注意事项检查密封箱是否漏气。
五、量测与计算静水压强仪编号 01 ； 实测数据与计算（表1、表2）。
表1 观测数据表2 计算设A点在水箱水面下的深度h0A为10 厘米。
实验二流线演示实验一、演示目的1、通过演示进一步了解流线的基本特征。
2、观察液体流经不同固体边界时的流动现象。
二、演示原理流场中液体质点的运动状态，可以用迹线或流线来描述，在恒定流中，流线和迹线互相重合。
在流线仪中，用显示液通过分格栅组成流场，整个流场内的“流线谱”可形象地描绘液流的流动趋势，当这些有色线经过各种形状的固体边界时，可以清晰地反映出流线的特征及性质。
水力学实验
实验一 静水压强演示实验一、目的要求1、量测静水中任一点的压强；2、观察封闭容器内静止液体表面压力。
3、掌握U 形管和测压管的测压原理及运用等压面概念分析问题的能力。
二、实验设备实验设备见实验室水静压强仪。
三、实验步骤及原理1、打开排气阀，使密封水箱与大气相通，则密封箱中表面压强0p 等于大气压强a p 。
那么开口筒水面、密封箱水面及连通管水面均应齐平。
2、关闭排气阀，用加压器缓慢加压，密封箱中空气的压强缓慢增大。
U 形管和测压管出现压差△h 。
待稳定后，开口筒与密封箱两液面的高差即为压强差h p p a γ=-01。
3、打开排气阀，使液面恢复到同一水平面上，关闭排气阀，找开密闭容器底部的水门，放出一部分水，造成密闭容器的体积增大而压强减小。
此时a p p <0，待稳定后，其压强差称为真空，以水柱高度表示即为真空度：32120∇-∇=∇-∇=-γp p a =h 24、按照以上原理，可以求得密封箱液体中任一点A 的绝对压强A p '。
设A 点在密封箱水面以下的深度为A h 0，1号管和2号管水面以下的深度为A h 1和h 2A ，则：A p 'A a h h p p 02100)(γγ+∇-∇+='A a A a h p h p 21γγ+=+=四、注意事项检查密封箱是否漏气。
五、量测与计算静水压强仪编号 01 ； 实测数据与计算（表1、表2）。
表1 观测数据表2 计算设A点在水箱水面下的深度h0A为10 厘米。
实验二流线演示实验一、演示目的1、通过演示进一步了解流线的基本特征。
2、观察液体流经不同固体边界时的流动现象。
二、演示原理流场中液体质点的运动状态，可以用迹线或流线来描述，在恒定流中，流线和迹线互相重合。
在流线仪中，用显示液通过分格栅组成流场，整个流场内的“流线谱”可形象地描绘液流的流动趋势，当这些有色线经过各种形状的固体边界时，可以清晰地反映出流线的特征及性质。
静水压强实验-1
流体力学实验一：静水压强特性实验一、实验目的1．验证流体静力学基本方程；2．掌握用测压管测量流体静压强的技能；3．通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决流体静力学实际问题的能力。
二、实验仪器及耗材静水压强特性试验仪三、实验原理在重力作用下，不可压缩流体的静力学方程为：p Z const gρ+=或0p p gh ρ=+z ——被测点在基准面以上的位置高度；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。
四、实验内容及步骤1．选定基准面，测定A 、B 点的位置高度Z A 、Z B 并记录；2．打开排气阀，U 型通气阀，调压管置于适当高度，此时水箱液面压强0p =0； 3．关闭排气阀，适当提高调压筒位置到适当高度，此时0p >0；4．测度并记录水箱液面高度0Z （或0∇），测压管开口管1、2、3的液面高度▽1、▽2、▽3及闭口管1的液面高度▽1’；5．再次升高调压筒至新位置，并记录水箱高度▽0及开口管液面高度▽1、▽2、▽3；6．打开排气阀，调压筒置适当位置，使之平衡；7．关闭排气阀，从0p =0位置处降低调压筒的位置，此时0p <0；8．连续降低2次调压筒至新位置，并记录水箱高度▽0及开口管液面高度▽1、▽2、▽3及闭口管1的液面高度▽1’； 8．实验结束，打开排气阀。
五、注意事项1．要保持容器具有良好的密闭性，如果容器加压后，测压管水位及水箱页面高度持续变化，则说明容器的密闭性不能满足实验要求； 2．校核标尺位置，以保证所取基准面及测压管读数无误； 3．必须等待页面稳定后再读数，按正确读数要求操作。
六、实验数据与计算1．实验原始数据表A Z = ，B Z =2．相关计算公式011(')p g ρ=∇-∇，00()A A p p g ρ=+∇-∇，00()B B p p g ρ=+∇-∇，A 点测压管水头AA p Z g ρ+，B 点测压管水头BB p Z gρ+。
静水压强量测实验
一、静水压强量测实验（一）目的要求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、测定另一种液体的重率；4、要求掌握U 形管和连通管的测压原理以及运用等压面概念分析问题的能力。
1、打开通气孔，使密封水箱与大气相通，则密封箱中表面压强p 0等于大气压强p a 。
那么开口筒水面、密封箱水面及连通管水面均应齐平。
2、关闭通气孔，将开口筒向上提升到一定高度。
水由开口筒流向密封箱，并影响其它测压管。
密封箱中空气的体积减小而压强增大。
待稳定后，开口筒与密封箱两液面的高差即为压强差h p p a γ=-0，这个水柱高度h 也等于2321∇-∇∇-∇及，而U 形管两液面的压差也应等于a p p -0。
3、如果将开口筒向下降到一定高度，使其水面低于密封箱中的水面，则密封箱中的水流向开口筒。
因此，密封箱中的空气的体积增大而压强减小，此时p 0<p a ，待稳定后，其压强差称为真空，以水柱高度表示即为真空度：32120∇-∇=∇-∇=γ-p p a 4、按照以上原理，可以求得密封箱液体中任一点A 的绝对压强'A p 。
设A 点在密封箱水面以下的深度为h 0A ，在1号管和3号管水面以下的深度为h 1A 和h 3A ，则：A a A a h p h p p 02100')(γ+∇-∇γ+=γ+=A a A a h p h p 31γγ+=+= 5、由于连通管和U 形管反映着同一的压差，故有：)()()(6745'230∇-∇γ=∇-∇γ=∇-∇γ=-a p p由此可以求得另一种液体的容重'γ：45674523'∇-∇∇-∇γ=∇-∇∇-∇γ=γ。
（四）注意事项1、首先检查密封箱是否漏气（检查方法自己考虑）。
2、开口筒向上提升时不宜过高，在升降开口筒后，一定要用手拧紧左边的固定螺丝，以免开口筒向下滑动。
（五）量测与计算静水压强仪编号 ；实测数据与计算（表1.1、表1.2）。
水力学实验
五、雷诺实验
Байду номын сангаас二、实验原理
同一种液体在同一管道中流动，当流速不同时，液 体在运行中有两种不同的流态。当流速较小时，管 中水流的全部质点以平行而不互相混杂的方式分层 流动，这种形态的游体流动称为层流。当流速较大 时，管中水流各质点间发生相互混杂的运动，这种 形态的液体流动称为紊流。
五、雷诺实验
二、实验原理
四、动量方程实验
四、实验步骤 4、用体积法测量流量 Q 用以计算 F理 ； 5、重复上述步骤一次； 6、将平面板更换为曲面板（ 135及 180），
又可实测和计算不同流量的作用力； 7、关闭抽水机，将水箱中的水排空，砝码从
杠杆上 取下，实验结束。
四、动量方程实验
五、注意事项
1、量测流量后，量筒内的水必须倒进接水器， 以保证水箱循环水充足；
2
v
2 2
2g
hw
它表明：液体在流动的过程中，液体的各种机
械能（单位位能、单位压能和单位动能）是可以
相互转化的。但由于实际液体存在粘性，液体运
动时为克服阻力而要消耗一定的能量，也就是一 部分机械能转化为热能而散逸，即水头损失。因 而机械能应沿程减少。
三、能量(伯努利)方程实验
三、实验设备
三、能量(伯努利)方程实验
2．如果压差计用倾斜管安装，压差计的读数差 是不是沿程水头损失值?管内用什么性质的液体比 较好?其读数怎样换算为实际压强差值?
3．为什么上、下临界雷诺数值会有差别? 4．为什么不用临界流速来判别层流和紊流?
二、流线演示实验
2、在孔板前，流线逐渐收缩，汇集于孔板的 过流孔口处，只在拐角处有一小旋涡出现；孔板 后水流逐渐扩散，并在主流区周围形成较大的旋 涡回流区。
实验 静水压强实验
静水压强实验
一、 实验目的
1． 掌握在用测压管测量静压强的方法； 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分析讨论，进 一步提高解决静力学实际问题的能力。
二、实验装置
三 实验原理
• • • • 在重力作用下不可压缩液体静力学的基本方程为： Z+P/R=const. (1-1) 或P=P0+rh (1-2) 式中，Z为位置水头，表示被测点相对于基准面高度，即单位重量 水体所具有的位能：p/r为压强水头，表示被测点处单位重量水体所 具有的压强；Z+P/R为测压管水头；P-被测点的静水压强；P0水箱 中液面的表面压强；R—液体容重；h—被测点的液体深度。 • （1-1） 式表明静水中任意一点的测压管水头都相等。 • （1-2） 式表明液面以下任一点的静水压强等于表面压强P0与这一 点至液面的水深乘以液体容重之和，即静水压强是随液体深度按线 性规律变化。
4.测定油比重 1）打开通气阀6，记录水箱液面标高▽０ 2）关闭通气阀６及截止阀８，打气加压（Ｐ０＞ ０），微调放气螺母使U形管中水面与油水面齐 平，测量▽０ 及▽Ｈ； 3）打开通气阀6，待液面稳定后，关闭所有阀门； 然后开启放水阀11降压（Ｐ０＜０），使U形管 中的水面与油水面齐平，测量▽０ 及▽Ｈ。
五 实验注意事项
1.加压后先检查气密性再记录数据；减压时要注意 测压管的读数变化； 2.油液面高时注意缓缓下降，防止在细管中由于水 锤作用造成油水混合的现象。
六 预习和思考题
1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 2、当PB ＜０时，试根据记录数据确定水箱内的真 空区域。 3、如再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 油比重。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？
平面静水压强实验
第二节 平面静水总压力实验一、实验目的1．测定矩形平面上的静水总压力； 2．验证水静压力理论的正确性。
二、实验原理作用在任意形状平面上的静水总压力等于该平面形心点的压强与平面面积A 的乘积。
即A Pc P ∙=。
矩形平面上的静水总压力等于压强分布体的体积。
即P=V=Ω×b 。
对于三角形分布见图3.2.1 -1：b H P 221λ=H e 31=对于梯形分布见图3.2.1-2： abH H P )(2121+=γ212123H H H H a e ++⋅=由力矩平衡： 1L P L G ⋅=⋅式中 e L L -=1图3.2.1三、实验装置实验设备及各部分名称见图3.2.4。
图3.2.4 平面静水总压力实验装置四、实验步骤1．熟悉仪器，记录有关常数；2．用底脚螺丝调平，使水准泡居中，调平衡锤使平衡杆处于水平状态；3．打开进水阀门K2，放水进入水箱，待水流上升到一定的高度，关闭K2；4．加砝码到水平盘上，使平衡杆恢复到水平状态；若不平，则加水或放水直至平衡杆水平；5．将砝码的重量记下，并记录水位的刻度数；6．根据公式，计算受力面积和静水总压力作用点至底部距离及作用点至支点的垂直距离L1；7．根据力矩平衡公式，求出静水总压力P；8．重复步骤4~8，水位读数在100 ㎜以下做三次，100 ㎜以上做三次。
五、实验数据记录及处理1. 有关常数（1）天平臂距离：L0= cm；（2）扇形体垂直距离：L= m；（3）扇形体宽度： b= cm；（4）当地重力加速度：g=9.8m/s2；2. 数据记录表3．实验数据处理表六、注意事项1．要仔细观察砝码所标的克数；2．加水或放水要注意平衡杆所处的状态。
七、实验讨论1.实验中，扇形体的其他侧面所受到的压力是否对实验精度产生影响?2.注水深度在100mm以上时，作用在平面上的压强分布图是什么形状?3.影响本实验精度的原因是什么。
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1. 升降调压筒时，应轻拉轻放。 2. 在读取测管读数时，一定要等液面稳定后再读，并注意使视线与液面最低点处于同一水
平面上。 3. 读数时，注意测管标号和记录表中要对应。
静压-3
实验数据记录
仪器编号：
有关常数：A点高程 ∇ A =
cm，B点高程 ∇B =
cm， ρ 水 = 1.0×10-3 kg/cm3
测管液面高程读数记录
工况
测次
∇1 (cm)
∇2 (cm)
∇3 (cm)
∇4 (cm)
∇5 (cm)
∇6 (cm)
1
p0 > pa
2
#
1
p0 < pa
2
#
静压-2
实验结果
静水压强量测结果
工况
测次
p0 = ρ 水 g(∇ 6 − ∇ 5 ) (N/cm2)
p A = ρ 水 g(∇ 6 − ∇ A ) (N/cm2)
1
p0 > pa
2
#
1
p0 < pa
2
#
分析思考问题
p B = ρ 水 g(∇ 6 − ∇ B ) (N/cm2)
ρ油
=
ρ水
∇6 ∇2
−∇5 − ∇1
(kg/cm3)
1. 重力作用下的静止液体压强分布的基本规律是什么？从实验结果举例说明。 2. 如何利用测压管量测静止液体中任意一点的压强（包括液面压强）？ 3. 相对压强与绝对压强、相对压强与真空是什么关系？ 4. 表面压强 p0 的改变，基准面 O-O 线位置的改变，对 A、B 两点的位置水头与压强水头有
打开K1时，水箱内液体的表面压强为大气压，当K1关闭时，可通过升降调压筒调节水箱
静压-1
内液体的表面压强，使它高于或低于大气压。
实验目的和要求
1． 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测 管水头的概念。
2． 验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即 z + p = C . ρg
什么影响？ 5. 如何选取等压面？U 形比压计 1-2（装油）与 U 形比压计 3-4（装水）中位于同一水平面
上的液体测点压强是否相同？ 6. U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 在量测静水压时的作用是否相同？能否省略其中的一
个？ 7. 如果水箱和调压筒液面也有标尺显示，能否将 U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 都省略？ 8. 试分析产生量测误差的原因，并指出在实验中应该采取哪些措施尽可能减小误差。
的压差变化，并测记各测管的液面标高，完成第一次实验。 5． 将调压筒继续提高，再做两次实验，并测记各测管的液面标高。 6． 打开排气阀K1，待液面稳定后再关闭K1（此时不要移动调压筒）。 7． 将调压筒降至某一高度。此时水箱内液面压强p0<pa .观察各测点压差计的压差变化，并
测记各测管的液面标高。 8． 将调压筒继续降低，再做两次实验，并测记各测压管的液面标高。 9． 打开真空管上的开关K3，可见到容器中的染色水被吸上一个真空高度。
3． 实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。 4． 观察真空现象，加深对真空压强、真空度的理解。 5． 测定油的重度。
实验步骤
1． 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。 2． 熟悉仪器，测记有关常数。 3． 将调压筒放置适当高度，打开排气阀K1，使水箱内的液面与大气相通，此时液面压强
p0=pa .待水面稳定后，观察各测管中的液面位置，以验证等压面原理。 4． 关闭排气阀K1，将调压筒升至某一高度。此时水箱内液面压强p0>pa .观察各测点压差计
通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。这就是测压管量测静水压的
原理。
z
压强水头 p ρg
和位置水头
z
之间的互相转换，决定了液柱高和压差的对应关系：
Δp = ρgΔh .在压差相同的情况下，不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定
液体的重度。
实验设备
如图所示，在一全透明密封有机玻璃箱内注水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压 筒相连，调压筒的顶部与大气连通。水箱顶部装有排气阀K1，另从孔口K2接出管子与测压排 中的三个U形比压计中的测管 1，3，5 相通，U形比压计 1-2 与水箱不连通，内装液体为油， ρ 油 < ρ 水 ，U形比压计 3-4、5-6 在测点A和B（底部）与水箱接通。从开关K3接出的管子插入 另一容器中的染色水中。
清华大学水利水电工程系水力学实验室
水力学 流体力学
课程教学实验指示书
静水压强量测实验
原理简介
z 根据流体平衡规律，在重力场中静止液体的压强分布可表示为： z+ p =C， ρg
即在连通的同种静止液体中各点对于就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律，可知连