实验一-流体静力学实验精要.docxVIP

汕 头 大 学 实 验 报 告学院:工学院系:机电系年级:2014级 姓名:成吉祥学号:2014124089 成绩:实验一 流体静力学实验实验目的（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。通过对压强的计量，进一步明确流体力学中的压强单位。二、实验原理及计算公式如图所示，大小水箱相连，摇动手摇曲柄通过小滑轮使小水箱上升下降。玻璃管 1、2、3、4 组成多管式测压计；管5与6，7与8，11与12组成 U 型测压计。重度γ1、γ2、γ3、γ4的流体分别为水、空气、酒精与水银。管9、13为小水箱的水位计，且9为B点的测压管，13为A点的测压管。管10、14为大水箱的水位计小考克可以开闭以调节大水箱的空气量，进而使大水箱水面的压强P发生变化，亦使 A、B、C 三点的静水压强发生变化。（1）大水箱内空气绝对压强P＇P a的获得一定质量的气体，在等温变化的情况下，有： P1＇V1 = P2＇V2 = 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P1＇=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 V1 ，所以P2＇P1＇=Pa，以而大水箱中的气体获得大气压强。（2）大水箱内空气 V 对压强 P＇Pa 的获得。相似于前述1的情况，但小箱应当下降。（3）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 (1)测压管液面与大气相连同时，用相对压强表示：P=γh (2)用绝对压强表示：P＇=Pa+P=Pa±γh (3)（4）有限容器内气体压强① 用 U 型测压计时：用相对压强表示：P=(z11-z12)γ1=h6γ1 (4)② 用多管式测压计时：用相对压强表示：P=【（z1-z2）+（z3-z4）】γ1-（z2-z3）γ2 (5)当忽略空气重度影响时：P=【（z1-z2）+（z3-z4）】γ1 (6)（5）气体重度计算：γ=0.4625（P＇/T） kgf/m3 (7)P＇=Pa+（z7-z8）γ4 mmHgT=273+t K（6）重度未知的液体的重度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 (8)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 PPa时）以免使酒精外溢或气泡入箱。（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、记录数表（1）已知原始数据：大气压强 Pa= 760mmHg；大气温度 T=25 ℃；水温 t=20 ℃zA=0.1107米；zB=0.1889米；zC=0.2744米第一次实验玻璃管液面高程读取数据（mm）表1管号P＇PaP＇Pa原始读数读数zi相邻差hi原始读数读数zi相邻差hi（1）（2）（3）（4）(5)(6)1423.0447.057.5423.3408.3-19.62413.2389.5413.0427.93486.5521.060.2486.4464.0-53.74495.0460.8495.3517.75437.2499.7126.1437.1398.6-78.56437.6373.6437.8477.17519.0582.4128.2519.648