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流体力学实验思考题解答

〔一〕流体静力学实验

1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？

答：测压管水头指Z+,即静水力学实验仪示的测压管液面至基准面的垂直高度。测

压管水头线指测压管液面的连线.从表i.i的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面

的测压管水头线是一根水平线。

2、当〃8时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当〃。0时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时立=0,相应

容器的真空区域包括以下3三局部：1（）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，

相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由

密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。2（）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面,

测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。3（）在测压管5中，自水面向下深度为

=的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，

y

P

亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为幺-

y

3、假设再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定为。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水

界面至油面的垂直高度儿和儿，由式儿九二九%，从而求得儿。

4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？

答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细

高度由下式计算

式中，。为外表张力系数；7为液体的容重；”为测压管的内径；为毛细升高。常温

（3

t=20℃）的水，a=728dynlmm或b=0.0737V/m,y=0.9Sdyn/mm。水与玻

璃的浸润角。很小，可认为cos。=1.）（。于是有

一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质

不洁时，。减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角。较大，其6

较普通玻璃管小。

如果用同一根测压管测量液体相对压差值，那么毛细现象无任何影响。因为测量高、

低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。

5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一

局部液体是同一等压面？

答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为

只有全部具备以下5个条件的平面才是等压面：

(1)重力液体；

(2)静止；

(3)连通；

(4)连通介质为同一均质液体；

(5)同一水平面

而管5与水箱之间不符合条件(4),因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是

等压面。

派6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？

答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流

就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，说明作用于

底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体外表真空

度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥

特容器的变液位下恒定流。

※了、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降5而测压管液面将升高“，实验时,假设以外=0

时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强+