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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+

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