流体力学实验报告

流体力学

实验指导书与报告

静力学实验

雷诺实验

中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则

一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。

二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。

三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。

四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。

五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。

六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。

七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。

八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。

九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。

十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。

1984年5月制定

2014年4月再修订

中国矿业大学能源与动力实验中心

流体静力学实验

一、实验目的要求

1. 掌握用测压管测量流体静压力的技能；

2. 验证不可压缩流体静力学基本方程；

3. 通过诸多流体静力学现象的实验分析和研讨，进一步提高解决流体静力学实际问题

的能力。

二、实验装置

本实验的装置如图1.1所示。

图1.1 流体静力学实验装置图

1. 测压管

2. 带标尺测压管

3. 连通管

4. 通气阀

5. 加压打气球

6. 真空测压管

7. U型测压管8. 截止阀9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀

说明：

1. 所有测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，则▽B、▽C、▽D亦为z B、z C、z D；

3. 本仪器中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

const =+

γ

p

z

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 ——被测点的静水压力，用相对压力表示，以下同；

0p ——水箱中液面的表面压力； 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)的U 型测管，应用等压面可得油的比重0S 有下列关系：

2

1100h h h S w +==

γγ*

(1.2)

图1.2 图1.3

据此可用仪器(不用另外尺)直接测得0S 。 四、实验方法与步骤

1. 搞清仪器组成及其用法。包括： 1) 各阀门的开关；

*该式推导如下：

当U 型管中水面与油水面齐平(图1.2)，取其顶面为等压面，有

H h p w 0101γγ== (1.a)

另当U 型管中水面和油面齐平(图1.3)，取其油水面为等压面，则有

H p w 002γγ=+ 又 H H h p w w γγγ-=-=0202 (1.b) 由式(1.a)、(1.b)两式联解可得： 21h h H += 代入式(1.a)得：

2

11

0h h h w +=

γγ (1.c)

2) 加压方法：关闭所有阀门(包括截止阀)，然后用打气球5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、7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. 记录仪器号№及各常数(记入表1.1)。

3. 量测点静压力(各点压力用厘米水柱高表示)。

1) 打开通气阀4(此时00=p )，记录水箱液面的标高▽0和测管2液面标高▽H (此时▽0=▽H )；

2) 关闭通气阀4及截止阀8，加压使之形成00>p ，测记▽0及▽H ； 3) 打开放水阀11，使密闭箱体内形成00

B

p ，即B H ∇<∇)，

测记▽0及▽H 。

4. 测出真空测压管6插入小水杯中的深度。

5. 测定油比重S 0。

1) 开启通气阀4，测记▽0；

2) 关闭通气阀4，打气加压(00>p )，微调放气螺母使U 型管中水面与油水交界面齐平(图1.2)，测记▽0及▽H (此过程反复进行3次)；

3) 打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀11降压(00

1.记录有关常数。 实验装置台号：2号 各测点的标尺读数为：

▽B =2.10cm ， ▽C =-2.90cm ， ▽D =-5.90cm ，

=w γ9.8×10−3 N/cm 3。

2. 分别求出各次测量时，A 、B 、C 、D 点压力，并选择一基准检验同一静止液体内的任意二点C 、D 的⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+

γp z 是否为常数。 3. 求出油的容重。

4. 测出真空测压管6插入小水杯中的深度。

表1.1 流体静压强测量记录及计算表 单位： cm