流体力学实验思考题解答.pdfVIP

流体力学实验思考题解答

（-）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？

2、答：测压管水头指，即静水力学实验仪显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1.1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。

3、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

4、答：以当时，第2次B点量测数据表（1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以

下3三部分：（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，亦，测压管4液面高于小水

杯液面高度相等，均为。

5、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。

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和，由式，从而求得。

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

.4。cos。

h=

好

式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）

的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有

h=29,/（?、”单位均为〃切?）

d

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，则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。

（1）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？哪一部分液体是同一等压面？

2（）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

是等压而。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面：

3（）重力液体；

4（）静止；

5（）连通；

6（）连通介质为同一均质液体；

7（）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。因由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高,

表明作用于底阀上的总水头不变，故恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体

表面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

马利奥特容器的变液位下恒定流。

派7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面