清华水力学实验：01静水压强
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）。
实验： 静水压强
实验八静水压强水静力学主要研究液体在平衡状态下的静水压强分布规律，进而进行建筑物的平面及曲面静水总压力的计算。
处于静止状态的液体质点之间以及液体质点与固体边壁之间的相互作用，是通过压强的形式来表现的。
下面我们进行室内的静水压强实验。
一、实验目的1．加深理解水静力学基本方程式及等压面的概念。
2．计算密封容器内静止液体表面及其内部某空间点的静水压强。
3.观察液体表面压强变化时，液体压强的传递现象和传递规律。
4.学会用静水压强法求液体的容重。
二、实验原理假设密封容器的液体表面压强为P0，当对液体的表面加压时，即使P0＞Pa，从U形管C可以看到有压力差产生，U形管C与密封容器上部空气连通的一面，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，即是密封容器内液体表面压力P0，即：P0＝Pa＋ρgh，是U形管液面上升的高度。
当密封容器内压力P0下降时，U形管液面呈现相反的现象，即：P0＜Pa，这时密封容器内液体表面压力P0＝Pa-ρgh，h为液面下降的高度。
如果对密封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，在压力向各个点传递时，先到A点后到B点。
在测压管中反映出的是A管的液体柱先上升，而B管的液柱滞后A上升，当停止加压时，A、B两点在同一水平面上。
静水压强：液体内垂直于单位面积上的压应力叫做静水压强。
其单位可以用kPa、kg/cm2、mmHg或水柱高度表示。
静水压强方程式：P=P0+ h (8－1)式中：P ——计算点的压强。
P 0——液体表面所受气体的压强，也叫做表面压强。
γ——水的容重。
h ——计算点的深度。
γh ——相对压强。
等压面是由静水压强相等的各点所构成的面。
静止液体表面是一水平面，也是一个等压面。
在同一液体内等压面是一系列的水平面。
两种液体的分界也是一个等压面。
根据压强方程式： P 0 +11h γ=Pa 22h γ+所以：11h γ=22h γ （8—2）根据上式可计算液体的容重。
水力学 静水压强演示实验
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
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。
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
静水压强实验一、实验目的1、验证静止液体的静水力学基本方程式；2、掌握测定静止液体表面压强和静止液体内部任意点静水压强的方法，加深对静水力学基本方程式的理解；3、理解位置水头、压强水头及测压管水头的基本概念，并观察测压管水头k g p z =+ρ的现象；4、掌握测定未知液体密度的方法(未知液体密度测定方法有好多种，这里只是其中一种)。
二、实验设备图1 静水压强实验设备示意图1. 测压管，2. 带标尺的测压管，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. 减压放水阀三、实验原理1、基本公式gh p p ρ+=0式中：p —被测点的静水压强（相对压强）；0p —水箱内液面的表面压强；ρ—液体的密度；h —被测点在液面下的深度。
2、测定某种液体的密度利用图1所示的静水压强实验设备，在测定B 、C 点压强的同时，测定Ｕ形管5内油的密度0ρ。
Ｕ形管内装有水和油，两种液体，设其密度分别为w ρ和0ρ，根据等压面原理可以求出0ρ。
四、实验注意事项1、要保持容器具有良好的密闭性，如果容器加压后，测压管1和2水面读数持续变化时，则表明容器的密闭性能不好；2、弄清楚测压管读数的基准面（测压管读数的基准面在刻度尺的零刻度）。
3、一定要待液面稳定后再读数，并注意应使三点在一个水平面上（眼睛、尺和管中液面）。
五、实验方法和实验步骤1、首先了解实验设备的组成部分及其作用，然后记录实验设备中Ｂ、Ｃ、D 点的标高。
、、D C B ∇∇∇ 2、打开加压阀7（此时容器内液面压强00=p ），要注意排除各测压管内存在的气泡，并检查1、2和3管内液面是否与水箱液面处于同一水平面上，然后记录水箱内液面标尺读数0∇。
3、检查无误后，分两种情况进行实验：（1）00>p 情况：关闭通气阀6，向容器内打气加压，使封闭水箱内的液面压强00>p ，待测压管内水位稳定后，读出各测压管的水位标尺读数，记入表1中，供计算时使用。
清华水力学实验：02静水总压力
1. 测读砝码时，仔细观察砝码所注克数。 2. 加水或放水，要仔细观察杠杆所处的状态。 3. 砝码要每套专用，不要混用。
静力-4
−∫∫
G pn
d
A
=
−nG∫∫
p
d
A
.
A
A
作用力垂直于作用面，指向自己判断。
z 静压强分布是不均匀的，沿铅垂方向呈线性分布，
其平均值为作用面（平面图形）形心处的压强。
总压力大小等于作用面形心C处的压强pC乘上作
用面的面积A，即 ∫∫ p d A = pC A .
A
z 如果平面上作用着均匀分布力，其合力的作用点
合力作用点距底的距离为： e= H .
3
实验设备
实验设备及各部分名称见图。一个扇形体连接在杠杆上，再以支点连接的方式放置在容 器顶部，杠杆上还装有平衡锤和天平盘，用于调节杠杆的平衡和测量。容器中放水后，扇形 体浸没在水中，由于支点位于扇形体圆弧面的中心线上，除了矩形端面上的静水压力之外， 其它各侧面上的静水压力对支点的力矩都为零。利用天平测出力矩，可推算矩形面上的静水 总压力。
z 如压强为梯形分布，则总压力大小为： P = 1 ρg(h + H )ab ， 2
合力作用点距底的距离为： e = a ⋅ 2h + H .
3 h+H
其中 h，H 分别为梯形压强分布图上下底的压强水
静力-1
头，a，b 是作用面的长度和宽度。如压强为三角 形分布，则 h=0，总压力大小为：
P = 1 ρgHab ， 2
实验目的和要求
1． 测定矩形平面上的静水总压力。 2． 验证静水压力理论的正确性。
静力-2
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，记录有关常数。 3． 用底脚螺丝调平，使水准泡居中。 4． 调平衡锤使杠杆处于水平状态，此时扇形体的矩形端面处于铅垂位置。 5． 打开进水阀门K1，放水进入水箱，待水流上升到一定的高度，关闭K1 . 6． 加砝码到水平盘上，使杠杆恢复到水平状态。如不行，则再加水或放水直至平衡为止。 7． 测记砝码重量 G，记录水位的刻度数。 8． 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 . 9． 根据力矩平衡公式，求出静水总压力 P . 10．重复步骤 4-8，水位读数在 100mm 以下（三角形压强分布）做四次，以上（梯形压强分
静水压强实验报告
静水压强实验报告实验目的：本实验旨在探究液体静水压强与液体高度、液体密度及重力加速度等因素之间的关系。
实验原理：液体所受到的压力称为液压，液体对容器壁的压力称为静水压强。
液体中某一点的静水压强与该点的深度成正比，与液体密度及重力加速度成正比。
公式为：P = ρgh，其中P表示静水压强，ρ表示液体的密度，g表示重力加速度，h表示液体的高度。
实验器材：1. 液体容器：透明的圆柱形容器2. 静水压强计：用于测量液体的静水压强3. 液体：可以选择水或其他无色透明液体4. 标尺：用于测量液体的高度5. 实验平台：用于将实验器材固定在一起实验步骤：1. 将液体容器放在实验平台上，并固定好。
2. 将液体倒入容器中，使其高度适中，不要超过容器的高度。
3. 将静水压强计插入液体中，确保其完全浸入。
4. 读取静水压强计的读数，并记录下来。
5. 使用标尺测量液体的高度，并记录下来。
6. 重复以上步骤，改变液体的高度，记录对应的静水压强计读数和液体高度。
7. 将实验数据整理并计算静水压强。
8. 根据计算结果绘制静水压强与液体高度的关系图。
实验数据处理：1. 根据实验记录的数据，计算每组实验的静水压强值。
2. 绘制静水压强与液体高度的关系图。
3. 分析实验结果，探究静水压强与液体高度、液体密度及重力加速度之间的关系。
实验结果分析：根据实验数据处理得出的结果，在静水条件下，液体的静水压强与液体高度成正比，与液体密度及重力加速度成正比。
即静水压强P = ρgh。
不同液体的静水压强相同液体高度的静水压强不同，与液体密度有关。
清华大学水力学(1)第二章教案
第二章 流体静力学本章研究流体平衡规律，由平衡条件求静压分布，并求静水总压力。
静止是相对于坐标系而言的，不论相对于惯性系或非惯性系静止的情况，流体质点之间肯定没有相对运动，这意味着粘性将不起作用，所以本章的讨论不须区分流体是实际（粘性）流体或理想流体。
§2—1 流体静压强及其特性z 静止流体的应力只有法向分量（因无相对运动），而且沿内法线方向（流体不能受拉），称为静压强。
z 静压强p 仅取决于场点的空间位置，而与作用面的方位无关。
对如图以M 为顶点的小四面体，写出平衡方程，再令小四面体趋于M 点，注意到质量力比起面力为高阶无穷小，即得证。
z 静止流体的应力状态只须用一个静压强数量场p=p (x,y,z )来描述，任意一点、任意方位上的应力为：. G Gp p n =−n §2—2 流体的平衡微分方程z 在直角坐标系中，取体积微元六面体，建立流体的平衡微分方程： X p x −=10ρ∂∂； Y p y −=10ρ∂∂； Z p z−=10ρ∂∂. 合并表示成矢量形式 G f p −∇=10ρ. X,Y,Z 是质量力的三个分量，是静压强场的梯度：G f ∇p ∇=++p p x i p y j p zk ∂∂∂∂∂∂G G G . 流体的平衡微分方程实质上表明了质量力和压差力之间的平衡。
z 把 k zj y i x G G G ∂∂∂∂∂∂++≡∇ 称为哈米尔顿算子,它同时具有矢量和微分（对跟随其后的变量）运算的功能。
用它来表达梯度，非常简洁，并便于记忆。
z 的三个分量是压强在三个坐标轴方向的方向导数，它反映了数量场在空间上的不均匀性。
流体的平衡微分方程实质上表明了质量力和压差力之间的平衡，压强对流体受力的影响是通过压差来体现的。
∇p ),,(z y x p §2—3 重力作用下的液体平衡一. 重力作用下的平衡方程 z 重力G G f g =−k （z 轴垂直向上），液体（看成不可压缩流体）的平衡微分方程具体化为：γρ∂∂−=−==g zp z p d d . 其解为：z p gz p p γρ−=−=00. 有时令 h z =−（向下为正），则h p p γ+=0. 其中p 0为z =0处的压强。
静水压强实验报告
静水压强实验报告引言：静水压强是指水体在静止状态下对物体所产生的压力。
在工程学、物理学和生物学等领域，我们经常会遇到静水压强的概念。
本实验旨在通过实际操作，观察和测量静水压强的变化规律，以加深对静水压强的理解。
实验背景：静水压强是由重力引起的，与所放物体的形状和所处的深度有关。
根据压力定义，压强等于力除以面积。
在静水中，压强只与水的密度、重力加速度以及深度有关，与容器形状、装载条件等无关。
实验中我们将通过测量不同深度下的压强值，验证这一观点，并研究压强与深度的关系。
实验准备：实验所需材料包括透明的塑料容器、刻度尺、水桶、水银压力计和水。
先清洗塑料容器，确保内壁干净，然后填充足够的水，准备好其他实验设备。
实验步骤：1. 将塑料容器放在平稳的桌面上。
2. 使用刻度尺测量容器的高度，并记录下来。
3. 在容器的底部放置水银压力计，确保其与塑料容器底部紧密贴合。
4. 缓慢注水，同时观察水银压力计上的读数。
5. 当注水到水面接触到压力计刻度0时，停止注水。
6. 重复步骤4和5，每次注水增加一定深度，至少5次，记录下每次的压力计读数。
7. 将实验数据整理并绘制图表，分析压力与深度的关系。
实验结果与分析：根据实验数据，我们得到了不同深度下的压力计读数。
通过整理数据并绘制图表，我们可以看到随着深度增加，压力计的读数也相应增加。
这一结果符合我们的预期，表明压强与深度有正相关的关系。
根据实验结果绘制的图表，我们可以观察到以下特点：1. 当深度增加时，压力的增加幅度呈指数衰减。
也就是说，刚开始深度增加时，压力增加较快，但随着深度进一步增加，压力增加的速度减慢。
2. 在同一深度下，压强的数值相同。
这是因为重力对水的压力是均匀的，在同一深度处的压强是相等的。
3. 随着深度的增加，压强的变化越来越小。
这是因为随着深度增加，所受压力的面积也在增大，导致单位面积上的压力减小。
实验结论：通过本实验，我们验证了静水压强与深度的关系，得到的实验结果与理论预期相一致。
壹、静水压强实验
壹、静水压强实验一、实验目的1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解，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C gpz =+ρ）。
2、学习利用U 形管测量液体密度。
3、建立液体表面压强a p p >0，a p p <0的概念，并观察真空现象。
4、测定在静止液体内部A、B 两点的压强值。
二、实验原理在重力作用下，水静力学基本方程为：C gpz =+ρ 它表明：当质量力仅为重力时，静止液体内部任意点对同一基准面的z 与gpρ两项之和为常数。
重力作用下，液体中任何一点静止水压强gh p p ρ+=0，0p 为液体表面压强。
a p p >0为正压；a p p <0为负压，负压可用真空压强v p 或真空高度v h 表示：abs a v p p p −= gp h vv ρ=重力作用下，静止均质液体中的等压面是水平面。
利用互相连通的同一种液体的等到压面原理，可求出待求液体的密度。
三、实验设备在一全透明密封有机玻璃箱内注入适量的水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。
水箱顶部装有排气孔1k ，可与大气相通，用以控制容器内液体表面压强。
若在U 形管压差计所装液体为油，水油ρρ<，通过升降调压筒可调节水箱内液体的表面压强，如图1-1所示。
图 1—1四、实验步骤1、熟悉仪器，测记有关常数。
2、将调压筒旋转到适当高度，打开排气阀1k ，使之与水箱内的液面与大气相通，此时液面压强a p p =0。
待水面稳定后，观察各U 形压差计的液面位置，以验证等压面原理。
3、关闭排气阀1k ，将调压阀升至某一高度。
此时水箱内的液面压强a p p >0。
观察各测压管的液面高度变化并测记液面标高。
4、继续提高调压筒，再做两次。
5、打开排气阀1k ，使之与大气相通，待液面稳定后再关闭1k （此时不要移动调压筒）。
6、将调压筒降至某一高度。
此时a p p <0。
观察各测压管的液面高度变化，并测记标高，重复两次。
静水压强实验完成版
§1-1 静水压强实验（E xperiment of Stastic Hydraulics Pressure）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）。
五、实验数据记录及分析1、量测点静压强（各点压强用厘米水柱高表示）。
水力学实验(最终评为优秀)
《水力学实验》静水压强实验报告指导老师：何建京参加者：静水压强试验仪型号：H0-02实验仪器编号：试验台：水力学实验室13桌水电院08级水工一班一．实验概述1. 实验目的①掌握解析法及压力图法，测定矩形平面上的静水总压力。
②验证平面静水总压力理论。
2. 实验原理作用在任意形状平面上的静水总压力P等于该平面形心处的压强pc与平面面积A的乘积：P=PcA方向垂直指向受压面。
对于上下边与水面平行的矩形平面上的矩形平面上的静水总压力及其作用点的位置，可采用压力图法：静水总压力P的大小等于压强分布图的面积Ω和以宽度b所构成的压强分布体的体积。
P=Ωb若压强分布图为三角形分布，如图，则P=1/2ρgH2be=1/3H式中:e-为三角形压强分布图的形心距底部的距离.若压强分布图为梯形分布,如图,则P=1/2ρg(H1+H2)abe=a/3·(2H1+H2)/ (H1+H2)式中:e-为梯形压强分布图的形心距梯形底边的距离3. 实验步骤1熟悉仪器,测记有关常数.2用底脚螺丝调平,使水泡居中.3调整平衡锤使平衡杆处于水平状态.4打开进水阀门K1,待水流上升到一定高度后关闭.5在天平盘上放置适量砝码.若平衡杆仍无法达到水平状态,可通过进水开关进水或放水开关放水来调节进放水量直至平衡.6测记砝码质量及水位的刻度数.7重复步骤4～6,水位读数在100mm以下做4次,以上4次.,将水排净,并将砝码放入盒中.实验结束.8打开放水阀门K24. 注意事项1 在调整平衡杆时,进水或放水速度要慢.2 测度数据时,一定要等平衡杆稳定后再读.二．实验装置及实验数据1.有关常数：（1）天平臂距离L0=27.5cm（2）扇形体垂直距离L=20cm （3）扇形体宽度b=7.5cm 2.量测记录表格三．实验成果分析：对于平面静水总压力，用一般的方法很难测出。
现在使用杠杆原理来间接求出作用在物体表面上的压力。
这个实验装置的设计十分精巧，其中前壁与后壁由于对称所以产生的静水总压力可以抵消，在左侧弧形的部分由于其静水压力作用方向经过杠杆转动轴心，所以其产生的力矩为0。
水力学(流体力学)实验指导书
水力学（流体力学）实验指导书编著：刘凡河北工程大学目录1、静水压强实验--------------------------------------------------------3-5页2 平面静水总压力实验-------------------------------------------- - 6-9页3、文丘里流量计实验------------------------------------------------10-12页4、雷诺实验------------------------------------------------------------12-14页5、管道沿程水头损失实验-----------------------------------------15-16页6、局部管道水头损失实验----------------------------------------17-19页7、流线演示实验-----------------------------------------------------20-21页8、伯努利演示实验--------------------------------------------------20-21页9、涡流系列演示实验------------------------------------------------22-24页实验一 静水压强实验一、 实验目的1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解，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+pC gρ=）。
2、学习利用U 形管测量液体（油）的密度。
3、建立液体表面压强0p >a p ，0p <a p 的概念，并观察真空现象。
4、测定在静止液体内部A 、B 两点的压强值 二、实验设备在一全透明有机玻璃箱内注入适量的水，并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。
一、静水压强实验3
一、静水压强实验 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验设备 (4)四、实验步骤 (4)五、注意事项 (4)六、思考问题 (5)二、雷诺实验 (5)一、实验目的 (5)二、实验原理 (5)三、实验设备 (6)四、实验步骤 (6)五、注意事项 (7)六、思考问题 (7)三、毕托管测速实验 (7)一、实验目的和要求 (7)二、实验原理 (7)三、实验装置 (8)四、实验方法与步骤 (8)五、实验成果及要求 (9)六、思考问题 (9)四、文丘里流量计实验 (9)一、实验目的要求 (9)二、实验原理 (10)三、实验装置 (10)四、实验方法与步骤 (10)五、实验成果及要求 (11)六、思考题 (12)五、不可压流体恒定流能量方程（伯诺里方程）实验 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验设备 (13)四、实验步骤 (14)五、实验成果及要求 (14)六、注意事项 (15)七、思考题 (15)六、沿程水头损失实验 (15)一、实验目的 (15)二、实验原理 (15)三、实验装置 (16)四、实验方法与步骤 (16)五、实验成果及要求 (17)六、思考题 (18)七、局部水头损失实验 (18)一、实验目的 (18)二、实验原理 (18)三、实验设备 (19)四、实验步骤 (19)五、注意事项 (20)六、实验成果及要求 (20)七、思考题 (20)八、管嘴孔口出流实验 (21)一、实验目的 (21)二、实验原理 (21)三、实验装置 (21)四、实验方法与步骤 (22)五、实验成果及要求 (23)六、思考题 (23)一、静水压强实验一、实验目的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 p z =+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；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。
水力学 静水总压力量测实验
1． 测定矩形平面上的静水总压力。 2． 验证静水压力理论的正确性。
静力-2
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，记录有关常数。 3． 用底脚螺丝调平，使水准泡居中。 4． 调平衡锤使杠杆处于水平状态，此时扇形体的矩形端面处于铅垂位置。 5． 打开进水阀门K1，放水进入水箱，待水流上升到一定的高度，关闭K1 . 6． 加砝码到水平盘上，使杠杆恢复到水平状态。如不行，则再加水或放水直至平衡为止。 7． 测记砝码重量 G，记录水位的刻度数。 8． 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 . 9． 根据力矩平衡公式，求出静水总压力 P . 10．重复步骤 4-8，水位读数在 100mm 以下（三角形压强分布）做四次，以上（梯形压强分
−∫∫
G pn
d
A
=
−nG∫∫
p
d
A
.
A
A
作用力垂直于作用面，指向自己判断。
z 静压强分布是不均匀的，沿铅垂方向呈线性分布，
其平均值为作用面（平面图形）形心处的压强。
总压力大小等于作用面形心C处的压强pC乘上作
用面的面积A，即 ∫∫ p d A = pC A .
A
z 如果平面上作用着均匀分布力，其合力的作用点
⎧0 h = ⎨⎩H − a0
H < a0 H ≥ a0
0
0
0
砝码质量（g） m
静力-3
实验结果
压强分 布形式
作用点距 测 底部距离 e 次 H − h ⋅ 2h + H
3 h+H
(cm)
1 三角形分布 2
#
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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。
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
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
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：
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。
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。
注意事项
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