流体静力学实验答案,工程流体静力学实验,流体静力学基本方程,流体静力学实验报告
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中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：
成绩： 班级： 石工 12-1 学号：
同组者： 潘兴
姓名： 高永博
教师： 李成华
实验一、流体静力学实验
一、实验目的： 填空 1．掌握用液式测压计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 ，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的 理解； 3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对 真空度 的理解； 4．测定 油 的相对密度； 5．通过对诸多 流体静力学现象 的实验分析，进一步提高解决 静力学实际问题 的能力。
二、实验装置 1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称 本实验的装置如图所示。
测压管 ； 2. 带标尺的测压管 ； 3. 连通管 ； 4. 5. 加压打气球 ；6. 真空测压管 ；7. 截止阀 管 ；9. 油柱 ；10. 水柱 ；11. 减压放水阀
通气阀 ； ；8. U形测压
流体静力学实验装置图
2、说明 1．所有测管液面标高均以 标尺（测压管2） 零读数为基准；
力学基本方程 的基准，则 ? B 、 ?C 、 ? D 亦为 zB 、 zC 、 zD ； 3．本仪器中所有阀门旋柄 均以顺 管轴线为开。
三、实验原理 在横线上正确写出以下公式
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
1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一：
（1-1-1a）
形式之二：
p ? p0 ? ?h
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；
p0 ――水箱中液面的表面压强； ? ――液体重度； h ――被测点的液体深度。
2. 油密度测量原理 当U型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有
p01 ? ? w h1 ? ? o H
另当U型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有
p02 ? ? w H ? ? o H
p02 ? ?? w h2 ? ? o H ? ? w H
p01 H γw p01
γ0 h2 γw
图 1-1-2 图 1-1-3
由（1-1-2）、（1-1-3）两式联解可得：
H ? h1 ? h2
代入式（1-1-2）得油的相对密度 do
?0 h1 ? ? w h1 ? h2
根据式（1-1-4），可以用仪器（不用额外尺子）直接测得 do 。四、实验要求 填空 1．记录有关常数 各测点的标尺读数为： ? B = 2.1 cm ； 实验装置编号No. 1
-2.9 -5.9 cm ； ?C = cm ； ? D = 基准面选在带标尺的测压管的 “0” 刻度 ； zC = -2.9 cm ； zD = -3.9 cm ；
2．分别求出各次测量时，A、B、C、D点的压强，并选择一基准验证同一静止液体内的 任意二点C、D的( z ?
)是否为常数？
3．求出油的重度。4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。5．完成表1-1-1及表1-1-2。五、实验步骤
填空 1．搞清仪器组成及其用法。包括： 1）各阀门的开关； 2）加压方法 关闭所有阀门（包括截止阀），然后用 3）减压方法
开启箱底 减压放水阀 放水； 4）检查仪器是否密封 加压后检查 测压管1,2,8 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、各常数。3．实验操作，记录并处理实验数据，见表1-1-1和表1-1-2。4．量测点静压强。1)打开通气阀4(此时 p0 ? 0 )， 记录
水箱液面标高
? H (此时 ?0 ? ?H )； 2)关闭 通气阀4 及截止阀8，加压使之形成 p0 ? 0 ，测记 ? 0 及 ? H ； p 3)打开 减压放水阀11 ，使之形成 p0 ? 0 (要求其中一次 B ? 0 ，即 ? ?H ? ?B )，测记 ? 0 及 ? H 。
5．测出测压管6插入小水杯中的深度。6．测定油的相对密度 do 。1)开启通气阀4，测记 ? 0 ； 2)关闭
测压管2的液
，打气加压( p0 ? 0 ，微调放气螺母使U形管中水面与油水
交界面齐平(图1-1-2)，测记 ? 0 及 ? H (此过程反复进行3次)。3)打开通气阀4，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启 减压放水阀11 降压( p0 ? 0 ， 使U形管中的水面与油面齐平(图1-1-3)， 测记 p0 ? 0 (此过程亦反复 进行3次)。六、注意事项（填空）
1．用打气球加压、减压需缓慢，以防 液体溢出 及 油珠吸附在管壁上 气后务必关闭打气球下端阀门，以防漏气。2．在实验过程中，装置的 气密性 要求保持良好。
表1-1-1 水箱液面 实验条件 次序 测压管2液面
流体静压强测量记录及计算表 测压管水头
1 1 2 1 2 3
p0 ? 0 p0 ? 0 p0 ? 0
（ 其 中 一 次
11.20 11.20 11.20 11.15 11.10 10.95
11.20 22.70 16.00 8.65 6.45 0.80
0.00 11.50 4.80 -2.50 -4.65 -10.15
9.10 20.60 13.90 6.55 4.35 -1.30
14.10 25.60 18.90 11.55 9.35 3.70
17.10 28.60 21.90 14.55 12.35 6.70
11.20 22.70 16.00 8.65 6.45 0.80
11.20 22.70 16.00 8.65 6.45 0.80
油相对密度测量记录及计算表
水箱液面 条件 次序 且U 1 2 3 1 2 3
测压管2液面
h1 ? ? H ? ? 0
h2 ? ?0 ? ?H
h1 h1 ? h 2
10.95 11.00 11.00 11.00 10.95 10.95
21.50 21.50 21.50 9.20 9.10 9.20
10.55 10.50 10.50 1.80 1.85 1.75 1.7 0.85386
型管中水面与 油水交界面齐 平
型管中水面与 油面齐平
七、问题分析 1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?
答：同一静止液体内的测压管水头线是根水平线。
2．当 pB ? 0 时，静压仪中的真空区域有哪些？ 答：当 pB ? 0 时，静压仪中的真空区域有以下几个部分：
（1）首先过测压管2的自由液面作一水平面，根据等压面原理，连通管3以及水 箱内在等压面以上的水体及空气所占区域都为真空区域。（2）过箱顶小水杯的液面作一水平面，在真空测压管中该平面以上的水体及区 域也属于真空区域。（3）在U形管8中，自水面向下深度为测压管2液面低于箱液面高度的水柱属于 真空区域。
3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 do 。
答：（1）截止阀打开，待液面稳定；（2）过油水界面做一个等压面，用直尺 测量u型测压管中左侧该液面以上液柱的高度为h1,和右侧油柱的高度为h2；(3) 由等压面上压力相等得 do =h1/h2。
4．如测压管太细，对测量结果将有何影响?
答：如果测压管太细，会出现毛细现象，那么毛细现象管内液柱会高于或低于 实际液柱的高度，这样就会造成实验误差，影响实验结果。
5．过C点作一水平面，相对管1、2、8及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面?哪一 部分液体是同一等压面?
答：经分析可知不是等压面。1,2 及水箱中液体是同一等压面。因为他们是同一 种连通的、均质的、静止流体。而 8 中液体与其他的不连通，不是同一种静止 流体，不满足条件，所以不是。
八、心得体会
具体的实验操作，和与同伴潘兴同学的密切合作，使我对实验内容有了更加深 刻地理解。实验操作前，实验老师对部分内容进行了讲解，进而使实验操作的 更加顺利，同时也对实验原理有了更加清晰地理解。亲身的实验操作中学会了 使用液式测压计这一重要实验仪器，同时学会了测定油的相对密度，分析实验 现象验证了实验原理。流体力学实验过程中需认真仔细，看清读数是关键。实
验操作简便而有趣，希望能有机会亲手多做一些实验，锻炼自己的能力。
中国石油大学(华东) 中国石油大学(华东) 工程流体力学 实验报告 实验日期: 成绩:... 教师: 王连英 同组者: 同组者: 李彬
实验一、 实验一、流体静力学实验 一...
作 者：刘翠容 编出 版 社：西南交通大学出版社出版时间：版 次：1页 数：61字 数：106000印刷时间：开 本：16开纸 张：胶版纸印 次：1I S B N:...
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静水压强实验报告
范文一：注意：1、公式编号以专题编号+1、2……2、图序列号直接编1、2……3、请编好稿子后自己检查，特别是公式序号及其对应、图例序号及其对应，单位及符号等容易忽略的地方。4、第一遍底稿做完汇总后大家讨论进行第二稿校订。5、请大家注意交流，有好意见提出来，特别跟专业教育有关的哈。6、字体宋字，正文五号，专题4号，知识点小4专题三
静水压强液体的静止状态有两种：一是液体相对地球处于静止状态，我们称之为静止状态，如水库、蓄水池中的水；二是指液体对地球有相对运动，但与容器之间没有相对运动，我们称之为相对静止状态，如作加速运动的油罐车中的油。由于静止状态液体质点间无相对运动，黏滞性表现不出来，故而内摩擦力为零，表面力只有压力。水静力学的任务，是研究静止液体的平衡规律及其实际应用。主要内容是静止水压强的特性及其基本规律，静水压强的测算，平面壁、曲面壁静水总压力的求解方法。知识点一
静水压强及其特性一、静水压强的定义静止液体对于其接触的壁面有压力作用，如水对闸门、大坝坝面、水池池壁及池底都有水压力的作用。就是在液体内部，一部分液体对相邻的另一部分液体也有压力的作用。我们把静止液体作用在与之接触的表面上的压力称之为静水压力，常以大写英文字母P表示，受压面积常以字母A表示。在图1上，围绕N点取微小面积?A，作用在?A上的静水压力为?P，则?A面上单位面积所受的平均静水压力为p??P ?Ap 称为?A面上的平均静水压强，它只表示?A面上受力的平均值，只有在受力均匀的情况下，才真实反映受压面上各点的水压力状态，通常受压面上的受力是不均匀的，所以必须建立点静水压强的概念。图1在图1中，当?A无限缩小趋于N点时，即?A趋于0时，比值该极值即为M点的静水压强，静水压强以小写英文p表示。 ?P趋于某一极限值，?Ap?lim?P ?A?0?A静水压力的单位为牛顿（N）或千牛顿（kN），静水压强的单位为牛顿/米2(N/m2)或。 千牛顿/米2(kN/m2)。牛顿/米2又称帕斯卡（Pa）二、静水压强的特性静水压强有两个重要特性：(1) 静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面。证明：在静止液体中取出一块水体M，如图2所示。图2假如其所受静水压强p的方向是任意方向，则p可以分解成法向力pn和切向力p?。由液体的性质知：静止液体不能承受剪切力，也不能承受拉力，p?的存在必然会使A点的液体油墨N—N面运动，这与静水的前提不符，故p?只能为0。同理，如pn不是指向受压面，则液体将受到拉力，静止状态也要受到破坏，也与静水的前提不符，所以静水压强的方向只能垂直并指向受压面。(2) 静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均相等，或者说其大小与任凭面的方位无关。证明：在处于相对平衡的液体中取一个微小的四面体OABC来研究，见图3。图3四面体的三个边OA、OB、OC是相互垂直的，令它们分别与OX、OY、OZ轴重合，长度各为dx、dy、dz。作用于四面体的4个表面OBC、OAC、OAB及ABC上的平均静水压强为px、py、pz和pn，四面体所受的质量力仅重力。以dA代表?ABC的面积，由于液体处于静止状态，所以四面体在3个坐标方向上所受外力的合力应等于0，即1pxdydz?pndAcos(n,x)?021 pydxdz?pndAcos(n,y)?0211pzdxdy?pndAcos(n,z)??dxdydz?026当dx、dy、dz向O点缩小而趋近于0时，px、py、pz和pn变为作用于同一点O而方向不同的静水压力，此时?dxdydz属第三阶段无限小值，它相对于前两项可以略去不计，且由于 161dydz21dAcos(n,y)?dxdz 21dAcos(n,z)?dydx2dAcos(n,x)?由以上证明可知
px?py?pz?pn
(3-1)即静水中任何一点各个方向的静水压强大小均相等，与作用面的方位无关。静水压强的第二个特性也表明，静水中各点压强的大小仅是空间坐标的函数，或者说仅随空间位置的变化而改变，即p?p(x,y,z)
(3-2)知识点二
静水压强的基本规律一、静水压强的基本方程（1）、静水中任意两点间压强公式如图4，我们通作用的静止液体中，我们研究于水面下铅直线上任意两点1、2处压强p1和p2间的关系。围绕1、2两点分别取微小面积?A，取以?A为底面积、?h为高铅直小圆柱水体为脱离体，因?A是微小面积，故可以认为其上各特点的压强是相等的，如图4(a)所示，图中，p0为水表面压强；h1、h2分别为1、2两点的水深；G为小水柱的重量（重力）。图4从脱离体受力分析知，铅直方向共受3个力：圆柱上表面的静水压力
p1?p1?A圆柱下表面的静水压力
p2?p2?A小水柱体的重力
G???A?h因是静止水体，铅直方向合力必为O，取向上方向为正，列力的平衡方程，得p2???p1???????h?0等式两端同除以??，可得任意两点静水压强的基本关系式为p2?p1???h
（3-3）上式表明，在（质量力）仅有重力作用的静水中，任意两点的静水压强关系为：下面一点的压强等于上面一点的压强加上水容重与两点之间的水深差的乘积；或者是上面一点的压强等于下面一点的压强减去水容 重与两点之间的水深差的乘积（特殊情况下，如两点位于同一水平面，?h?0，则p1?p2）。显然，水深越大，压强越大。水深每增加1m，静水压强就增大??h?9.8kN/m?1m?9.8kN/m。（2）、静水中任意一点压强公式如把铅直小圆柱向上移至上表面于水面上，如图4（b）所示，32h1?0,h2?h??h,p1?p0,p2?p,则式（3-3）可写成p?p0??h
（3-4）这是常用的静水压强基本方程式，它表明：（质量力）仅有重力作用下的静水中任一点的静水压强，等于水面压强加上液体的容重与该点水深的乘积。特别指出的是，当液体表面的压强p0?pa（大气压）时，为简化计算，式（3-4）p?p0??h中的p0按零计，即p0?pa?0，只计算液体产生的压强。则静水压强方程式可写为p??h
(3-5)式(3-5)表明静水中任一点的压强与该点在水下淹没的深长成线性关系。（3）、静水压强第二表达式我们也可以采用物理学中取基准面0—0的方法，来表示静水中任一点所处的位置。静水中任一点距0—0基准面的高度，称为该点的位置高度。则式(2-3)中?h?z1?z2，见图4(a)，可得p2?p1??(z1?z2)即
z1?p1??z2?p2?
(3-6)式(3-6)是静水压强分布规律的另一表达形式。它表明在静水液体中，位置高度与压强的关系，即位置高度z愈小，静水压强愈大；位置高度z愈大，静水压强愈小。二、静水压强第二表达式的意义（1）、静水压强方程式的几何意义在图5的容器中，任取两点1点和2点，并在该高度边壁上开小孔并外接垂直向上的开口玻璃管，通称测压管，可看到各测压管均有水柱升起，测压管中的水面必升至与容器中的水面处于同一水平面。图5因液体面上为大气压，故容器内1、2两点的静水压强分别为p1??h1
p2??h2因此，测压管中水面上升的高度h1?p1?
h2?p2?p 水力学中，通常称z为位置高度（或位置水头）为测压管高度（或压强水头）。z?p??为测压管水头。显然，图5中当0—0基准面确定后，水表面到0—0基准面的距离是不。因变的此式(3-6)的几何意义在于：静止液体内任何一点的测压管水头等于常数（质量力仅受重力作用）即z?p??C
(3-7)C值的大小，取决于基准面的选取，基准面选定，C值即确定。式(3-7)也表明了连通器原理：均质、连通的静止液体中，水平面必是等压面，即z1?z2时，必然p1?p2。（2）、静水压强方程式的物理意义物理学中，质量为m的物体在高度为z的位置，具有的位置势能为mgz。同理，质量为m的液体在距0—0基准面高度为z1的位置上，也具有位置势能mgz1(图5)。在研究液体时常取单位重量的液体作为研究对象，则单位重量的液体在某点所具有的位置势能简称单位位能：z1?mgz1。 mg液体除具有位置势能外，其压力也具有做功的本领，称为压力势能，如图5。质量为m的液体在1点所受的静水压强为p1??h1，在p1的作用下，液体在测压管内上升高度为p1?，压力势能转化为高度为p1?的位置势力。所以，其压力势能为mgp1?，单位重量液体在某点具有的压力势能简称为单位压能，即p1mg?p1??mg。 单位重量的液体在某点所具有的总势能，简称单位势能z1?p1?。同理，2点的单位势能为z2?p2?。 。 任何一点的单位势能为z?p?由式(3-6)可知
z1?p1??z2?p2??C
(3-8)所以静水压强方程式的物理意义为：静止液体内任何一点对同一基准面的单位势能为一常数。这反映了静止液体内部的能量守恒定律。静水压强基本方程p?p0??h则反映了帕斯卡定律，它表明：在静止液体中，表面的气体压强p0，可不变大小地传递到液体中的任何一点。油压千斤顶、万吨水压机等很多机械设备，就是根据这一定律制作的。例题1 求水库中水深5m、10m处的水深的静水压强。解：因水库表面压强为大气压强，故p0?pa?0水深5m处
p??h?9.80?5?49(kpa)水深10m处
p??h?9.80?10?98(kpa)例题2
有水、水银两种液体，求深度各为1m处的液体压强。已知液面为大气压作用，且?汞=133.3kpa。解：p??h?9.80?1?9.80(kpa)p??汞h?133.?31?13k3p. 3a(例3
图6中，画出AB面BC面B点的压强方向。解：B点是平面AB和平面BC转折处的一点，又称拐点，对AB平面上B点的压强通过B点，垂直于AB平面；BC面上B点压强通过B点，垂直指向BC平面，且pB?pB'。图6知识点三
绝对压强、相对压强、真空压强及真空高度地球表面大气所产生的压强称为大气压强，试验测定为1.033 6kgf/cm2，用国际单位制表示为101.3kN/m2，称为一个标准大气压，以atm表示。在水力学计算及工程中，为计算方便，一般取1.0kgf/cm2，即大气压为98kN/m2，为工程大气压，以Pa表示。因为自然界中一切水力设施都受到大气压的作用，例如闸门的上、下游面，同时受一个大气压作用，所以为简化水力计算，两侧都可以不计入大气压，即视Pa=0，而只计算液体压强。一、绝对压强p绝计算大气压强时，因起算基准的不同，可表示为绝对压强与相对压强。以没有空气的绝对真空为零基准计算出的压强，称绝对压强。也就是说，在水力计算中要计入大气压，即在计算中碰到大气压Pa就按Pa=98kN/m2计算。绝对压强用符号p绝表示。二、相对压强p以大气压作为零基准计算出的压强，称相对压强。也就是说，在水力计算中不计入大气压，按Pa=0计算。若不加特殊说明，静水压强即指相对压强，直接以p表示。对同一点压强，用p绝计算和用p计算虽然其计算结果数值不同，但却表示的是同一个压强，压强本身的大小并没有发生变化，只是计算的零基准发生变化。用p计算比用p绝计算少加了一个大气压。显然，二者关系为p?p绝?pa
(3-9)例题4 求水库水深为1m处A点压强pA。解：基本方程p?p0??h相对压强计算不计入大气压，即p0=pa=0，pA?0?9.8?1?9.8kpa绝对压强计算则计入大气压，即p0=pa=98kpa，pA绝?98?9.8?1?107.8kpa 同是A点压强，pA没有计入大气的压力，因此使计算简化。三、真空压强及真空高度绝对压强值总是正的，而相对压强值则可正可负。当液体某处绝对压强小于当地大气压强时，该处相对压强为负值，称为负压，或者说该处存在着真空。先从试验来认识真空现象。在水池里插入两端开口玻璃管，管内外液面必在同一水平面上；再把玻璃管一端装上橡皮球，并将球内气体排出，再放入液体中，管内的液面就会上升而高于容器内的液面。管内液面下B点与管外水面处于同一水平面，为等压面即pb?pa，由静压方程可得pb?p0??h1即
p0?pb??h1?pa??h1
（3-10）式中pa——大气压。如按绝对压强计算，得p0绝?98??h1表明p0绝小于大气压，我们把绝对压强小于大气压的那部分压强，称真空压强，有p真表示，也称真空值，即p真?pa?p绝
（3-11）式（3-10）如按相对压强计算，则p0???h1表明相对压强出现了负值，或称负压。当相对压强出现负压时，负压的绝对值称为真空压强，即p真??p
（3-12）真空值也可以有所相当的液体斑岩度来表示，称真空高度：(3-13)图7表明了绝对压强、相对压强和真空值之间的关系。图7例题2-5
A点相对压强为24.5kpa，B点相对压强为-24.5kpa，求pA绝、pB绝和pB真。 解：根据p?p绝-pa
p真?pp?? pa?绝12kpa2. 5得
pA绝?pa?PA?98?24.?5pB真??p a?2?4.5)?24.kp5B?(pB绝?pa?pB真?98?24.5?73.5kpa知识点四
静水压强的单位及量测一、压强的单位(1)用一般的应力单位表示，即从压强定义出发，以单位面积上的作用力来表示，如Pa（帕）、kPa（千帕）。(2)用大气压强的倍数表示，即大气压强作为衡量压强大小的尺度。工程上为便于计算，常用工程大气压来衡量压强。一个工程大气压=98kPa。(3)用液柱高表示。由于h=p?
(3-14)上式说明：任一点的静水压强p可化为任何一种重度为γ的液柱高度h，因此也常用液柱高度作为压强的单位。例如一个工程大气压，如用水柱高表示，则为p98000h=at==10m(水柱) ?9800如用水银柱表示，则因水银的重度取为γH=133230Pa/m，故有=p98000h=at==0.7356m(水银柱) ?133230例题6
A点压强为24.5kpa，B点压强为2.5m水柱高，各用另两类单位表示。24.524.5?0.25大气压
10??2.5m水柱 98982.52.5?0.25大气压
98??24.5kpa
B点为1010二、压强的量测 解：A点为测量液体、气体压强的仪器较多，这里介绍一些利用水静力学原理设计的液体测压计。（1）测压管最简单的测压管就是图8中所示的一端开口的玻璃管，管中液体柱高度就反映了所测点的相对压强p,p??h。h为测压管内液面上升的垂直高度，?为管内液体的容重。图8如果测点压强较小，为提高测量精度，可以加大标尺读数的方法。将测压管倾斜放置。
此时用于计算压强的测压管高度h?Lsina,A点的相对压强为pA??Lsina也可以用?较小的轻质液体，以便获得较大的测压管高度h。（2）U形水银测压计当测点压强较大时，可利用?值较大的U形水银测压计，用?m表示水银的容重。如图9。求被测点A点的压强pA，过程如下：第一步先找出U形管中的等压面1—1，第二步对等压面列静水压强方程，第三步解方程求得pA。由静压方程得p1?pA??bp2??mhm
(按相对压强计算)因p1?p2得pA??b??mhm则
pA??mhm??b（3）压差计（比压计）为测输水管道上两断面的压强差，可在两断面之间连接压差计。压差计一般并不直接测出任意两点间压强的大小，而直接找出两点间压差。压差小时用空气差计，如图10；压差大时用水银压差计，如图11。一般空气压差计管内的气压p0?pa，计算中认为空气中各点p0都相等。压差的求解仍是先找等压面，再列静水压强基本方程。图10图10为一空气比压计，顶端连通，上装开关，可使顶部空气压强p0大于或小于大气压强pa。当水管内液体不流动时，比压计两管内的液面齐平。如有流动，比压计两管液面即出现高差，读取这一高差Δh，并结合其他数据：如zA和zB，即可求出A、B两点的压差和测管水头差。忽略空气柱重量所产生的压强(20℃标准大气压下空气的重度为11.82N/m3，只是水的1，故一般可不考虑空气柱重量压强)，则顶部空气内的压强可看作是一样的。即两管液830面上的压强均为p0，故有：pA=p0+γh1,
pB=p0+γh2所以pA-pB=γ(h1-h2)又图11中的等压面1—1，由静压方程得
图11p1?pA??zA???hp2?pB??zB??m?h因p1?p2
pA?pB?(?m??)?h???z（4）金属压力表除了液体测压计外，在工农业生产、生活中的各种给排水设施上，常装有各种类型的金属压力表，测量液体的压强，其中使用较多的一种是管环式压力表（又称弹簧管式压力表）。该表因装卸方便，读数直观，所以应用较普遍。在锅炉房、泵站、自来水公司等各种输水管道上常可见到。其构造见图2-11，图12主要有弹簧管、指针、连杆、表盘、机座等几部分组成。其弹簧管是由椭圆形横剖面的铜管或钢管制成，并弯曲成具有弹性的环状管，管的一端固定且与被测量的液体相连，管的另一端为封闭的自由端，通过连杆、传动系统与表指针相连。当大于大气压的液体进入弹簧管后，由于环管具有弹性，其自由端受压而发生变形向外伸张，带动指针转动，在表盘的刻度上指示压力读数；当进入弹簧管的压力液体为负压时，原理一样，只是作用方向相反，弹簧管变形向内收缩，表针指示真空值读数。压力表盘上标有压强单位MPa(106Pa)和精度等级，如普通压力表2.5级，表示该表的测值与实际值的误差不超出实际值的±2.5%。另有弹簧式压力表、隔膜式压力表、风箱式压力表，原理与此相同，不再介绍。一般说来，金属压力表精度不高，灵敏度偏低，需定期率定才可使用。须指出，金属压力表所指示的压强读数，都是相对压强。例题7利用u型测压计量测容器中液体某点A点的压强，只要测出和A点相连支管中的水银面和A点的高差a，两管之间的液面差h，即可求出A点的压强。如图2-12所示，h=20cm，a=25cm，hA=10cm，求A点压强pA、液面压强p0。如h=0,其他数据不变，pA、p0又是多少？真空度和真空高度是多少？图13解：取等压面1-2，知p1?p2，根据静压方程p1?pA??水a，p2=?汞h则pA??水a=?汞h。得pA=?汞h-?水a=133.3?0.2-9.8?0.25=24.2kpa，又pA=p0??水hA则p0=pA??水hA?24.2?9.8?0.1?23.2kpa，当h=0，当其他数据不变时，pA??汞h-?水a?0?9.8?0.25??2.45kpap0=pA??水hA??2.45?9.8?0.1??3.43kpaA点和液面都出现负压，当相对压强出现负压时，其绝对值就是真空值。则真空值
pA真=2.45k p a
p0真=3.43kpa则真空高度hA真?PA真?水P0真=2.45=0.25m水柱 9.83.43=0.35m水柱 9.8
h0真?本专题小结 习题 ?水=
范文二：静水压强实验一、实验目的1、验证静水力学基本方程；2、测定静止液体内某点的静水压强； 3、验证压强的特性。二、实验原理1、静水压强的实验仪器为静压仪。若以p表示静水压强，p0表示表面压强，z表示压强测算点的位置（测算点至基准面的高度），则在重力作用下的静水压强基本公式为：p?p0??h。 2、水静力学基本方程z1?p1?z2?p2??=常数，表明测压管1、2的水位在同一水平面上。?p0?pa??h0?3、由等压面知：连通的同种液体的水平面时等压面，?p1?pa??h1。?p?p??ha2?2三、仪器装置和实验步骤 1、静压仪，水箱上装有加压气囊2、实验步骤：(1)打开气阀，观察水面现象，量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2；(2)关闭气阀，用气囊向水箱中充气，液面静止后量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2；(3)打开进水阀K，将水箱中水放入小烧杯中倒满，而后关闭K，液面静止后量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2。图1
静压仪四、实验数据分别求出各次测量时1、2点压强及p0，并验证z1?p1??z2?p2?。实验时注意，读取测压管数据时，视线必须和液面在同一个水平面内，并在水位稳定时进行，以免发生误差。单位：mm五、实验结论
范文三：流体力学实验一：静水压强特性实验一、实验目的1．验证流体静力学基本方程；2．掌握用测压管测量流体静压强的技能；3．通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决流体静力学实际问题的能力。二、实验仪器及耗材静水压强特性试验仪三、实验原理在重力作用下，不可压缩流体的静力学方程为：pZ??const?g或p?p0??ghz——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； p0——水箱中液面的表面压强； ρ——液体密度；h——被测点的液体深度。 四、实验内容及步骤1．选定基准面，测定A、B点的位置高度ZA、ZB并记录；2．打开排气阀，U型通气阀，调压管置于适当高度，此时水箱液面压强p0=0； 3．关闭排气阀，适当提高调压筒位置到适当高度，此时p0>0；4．测度并记录水箱液面高度Z0（或?0），测压管开口管1、2、3的液面高度▽1、▽2、▽3及闭口管1的液面高度▽1’；5．再次升高调压筒至新位置，并记录水箱高度▽0及开口管液面高度▽1、▽2、▽3；6．打开排气阀，调压筒置适当位置，使之平衡；7．关闭排气阀，从p0=0位置处降低调压筒的位置，此时p08．连续降低2次调压筒至新位置，并记录水箱高度▽0及开口管液面高度▽1、▽2、▽3及闭口管1的液面高度▽1’； 8．实验结束，打开排气阀。五、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，测压管水位及水箱页面高度持续变化，则说明容器的密闭性不能满足实验要求； 2．校核标尺位置，以保证所取基准面及测压管读数无误； 3．必须等待页面稳定后再读数，按正确读数要求操作。六、实验数据与计算1．实验原始数据表ZA，ZB2．相关计算公式p0??g(?1??1')，pA?p0??g(?0??A)，pB?p0??g(?0??B)，A点测压管水头ZA?B点测压管水头ZB?3．数据处理表pA， ?gpB。 ?g七、实验结果分析及讨论1．实验中出现过的问题或错误，原因分析 略2．保证实验成功的关键问题 答：实验设备具有良好的气密性。八、对实验自我评价略
范文四：试验一：静水压强实验一、实验目的1、验证静水力学基本方程；2、测定静止液体内某点的静水压强； 3、验证压强的特性。二、实验原理1、静水压强的实验仪器为静压仪。若以p表示静水压强，p0表示表面压强，z表示压强测算点的位置（测算点至基准面的高度），则在重力作用下的静水压强基本公式为：p?p0??h。 2、水静力学基本方程z1?p1?z2?p2??=常数，表明测压管1、2的水位在同一水平面上。?p0?pa??h0?3、由等压面知：连通的同种液体的水平面时等压面，?p1?pa??h1。?p?p??ha2?2三、仪器装置和实验步骤 1、静压仪，水箱上装有加压气囊。2、实验步骤：(1)打开气阀，观察水面现象，量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2；(2)关闭气阀，用气囊向水箱中充气，液面静止后量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2；(3)打开进水阀K，将水箱中水放入小烧杯中倒满，而后关闭K，液面静止后量出h0、h1、h2，计算p0、p1、p2。图1
静压仪四、实验数据分别求出各次测量时1、2点压强及p0，并验证z1?p1??z2?p2?。实验时注意，读取测压管数据时，视线必须和液面在同一个水平面内，并在水位稳定时进行，以免发生误差。单位：mm
范文五：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。P0——液体表面所受气体的压强，也叫做表面压强。?——水的容重。h——计算点的深度。?h——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。通气阀A管根据压强方程式： P0 +?1h1=Pa??2h2B管密封容器加压器放水阀所以：?1h1=?2h2
（8—2）根据上式可计算液体?1?2的容重。三、仪器结构 静水压强仪：由密封容器、加压器（连接在通气阀C管图8-1
静水压强仪上）、A管、B管、U形管C、放水阀等组成。四、实验步骤1、打开密闭容器上部的通气阀，使容器表面压强等于大气压强，同时打开A、B、C管和中间测压管的阀门，此时，两根测压管和中间测压管中的水位及容器的水位保持一平，U形管中无高差。然后关闭通气阀。2、用加压器缓慢向液体表面加压，使液体表面压强大于大气压强，观察各测压管中的水位变化过程。记录，最终的上升高度。可先把左右两侧测压管的阀门关闭，然后再打开，使水位徐徐上升，以增加演示效果。3、打开通气阀排气，使表面压强恢复到大气压，液面恢复到同一水平面上，然后再关闭通气阀。4、打开密封容器底部的放水阀，放出一部分水，造成密封容器内压力下降，使液体表面出现真空。观察各测压管中的水位。记录各管最终水位。5、重新做一次，并记录测压管读数。 五、实验成果及思考题 1.填写实验记录表（8－1）表8－13、计算不同条件下A、B两点的静水压强值。4、在P0>Pa的条件下，计算密封容器内液体的表面压强，并计算A，B两点的相对和绝对压强。5、在P06、求U形管中未知液体的容重。实验九
伯努力方程实验描述液体机械运动中的连续性方程、能量方程和动量方程，分别是物理学中的质量守恒定律、能量守恒定律及动量守恒定律在运动液体中的表现形式。伯努利方程以位置水头、压力水头和流速水头，定量表述了液体在运动中的位置势能、压能和动能之间的能量转化关系和联系。通过实验，可以较好的呈现液体在运动中的各种水头之间的转化关系，以及运动速度和压强随边界条件的变化关系。一、实验目的1.验证伯努力能量方程，加深对方程的理解； 2.学会各种水头的测试和计量方法； 3.观察并理解毕托管测速方法的原理。 二、实验原理水流质点在流动的过程中具有位置高度，压力和速度，也就是说水流质点在流动的过程中具有位能、压能和动能，这三种能量可用水柱高表示。对于不可压缩理想液体（不存在粘滞性，液体的内摩擦力为零，故所做的功也为零）来说，水流质点从第一断面流向第二段面时这三种能量的变化关系可用伯努利方程表示：P1V12P2V22Z1???Z2???常数r2gr2g因水流质点从一点流向另一点的过程中要消耗能量，降低水头，因此实际流体的水头线应是一条倾斜的曲线。三、仪器结构伯努力方程试验管出水阀门测压管恒水位水箱进水阀门电测流量装置及计量水箱排水阀蓄水箱水泵伯努利方程实验仪（图9－1）图9－1
伯努利方程实验仪伯努利方程实验仪主要由恒水位木箱、伯努利方程实验管、测压管、蓄水箱、离心泵供水系统和电测流量装置等组成。恒水箱靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱左下部装接水平放置的伯努利方程实验管，恒水位水箱中的水可经过伯努利方程实验管以恒定流流出，并可通过出水阀门调节其出水量。恒定流以一定流量流经试验管道时，通过安装在实验管的截面上的测压管（8根），可以观测到相应截面上的水位值，从而可以分析管道中的稳定液流的各种能量形式、大小及其相互转化规律。实验时，为了测定恒定流的流量，在出水端装有回水箱和计量水箱。用体积法测流量（量筒测量体积，秒表计时）。伯努利方程试验管上的每个测量截面上的一组测压管，具有相当于毕托管的结构组成，所以，通过该实验装置，也可以进行毕托管测流速的实验。四、实验步骤 1.实验前的准备 （1）关闭出水阀门。（2）打开进水阀门，按下流量显示仪上的水泵开关，启动水泵，向恒水位水箱上水。（3）在水箱接近放满时，调节阀门，使恒水位水箱达到溢流水平，并保持有一定的溢流。（4）适度打开出水阀门，使伯努利方程试验管出流，此时，恒水位水箱仍能保持恒水位，且还有一定的溢流。否则，应调节进水阀门，使其达到恒水位并有适当溢流。（整个实验过程中都应满足这个要求）。（5）实验测试之前，在作上述准备工作的过程中，应排尽管路和测压管中的空气。（6）测试前，应仔细检查并调节电测流装置，使其能够正常工作。2.进行测试 具体步骤如下：（1）.阀门开到大、小、中，稳定，观测各测压管读数，测量流量，记录数据。这里的三中状态均应该保持测压管中有数据可读（即有压流动状态）；（2）.选择一次大流量情况下，绘制测压管水头线和总水头线。 将以上测试数据记入实验记录表（表9－1）表9-1PV2（Z??)r2g，另一个测压管测定的是同一截面上的测压面的总水头P（Z?管水头r，把这些实验数据直接记入实验记录表相应的栏中。在表中还应记录各工况的液体流量、试验管路的内径和位置水头。五、数据整理及思考题 1.伯努利方程实验（1）在测试所得实验数据基础上，计算出伯努利方程试验管各测试截面的相应流速水头和压强水头：V2?2g流速水头：总水头—测压管水头P?r压强水头：测压管水头—位置水头Z（2）绘制一定工况下的四个测试截面的各种水头和总水头的水头线。（3）运用伯努利方程进行分析，解释各水头的变化规律，例如： ①可以看出能量损失沿着流体流动的方向是增大的；②2截面和1截面，其位置水头相同，但2比1的压强水头大，这是由于管径变粗，流速减慢，流速水头转变为压强水头；③3截面与2截面比较，其位置水头相同，而3的压强水头小了，这是压强水头转变为流速水头了；④4截面与3截面比较，两管径相同，流速水头基本相同，但4的压强水头比3的压强水头增大了，这是由于位置水头转变为压强水头了；⑤实验结果还验证了连续方程，对于不可压缩流体的稳定流动，当流量一定时，管径粗的地方流速小，细的地方流速大。2.测速实验能量方程实验管上四组测压管的任一组都相当于一个毕托管，可测得管内的流体速度。由于本实验台将总水头测压管置于能量方程实验管的轴线，所以测得的动压头代表了轴心处的最大流速。皮托管求点速度公式为：V?2g?h此处，?h为相应截面上两侧压管的水头差（即流速水头）。 而管内的平均流速可以通过流量来确定，平均流速公式为：V?QF在进行能量方程实验的同时，就可以测定出各点的轴心速度和平均速度。测试结果可记入表9－2。表9－2实验十
雷诺实验能量方程实验表明，实际液体由于具有粘滞性，在流动过程中会产生水流阻力，克服阻力就要损耗一部分机械能，转化为热能，造成水头损失。水头损失与液体的物理性质、边界条件和液体的流动型态有着密切的关系。判别液体流动型态的方法通常利用雷诺数判别法。1885年，英国科学家雷诺通过实验揭示了实际液体流动具有两种不同型态——层流和紊流。并得出了判别流态的标准雷诺数。一、实验目的1、实际观测液体流动的两种流态，加深对层流和紊流的认识。 2、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数，学会其测定的方法。二、实验原理自然界中实际液体运动存在两种流动型态——层流、紊流。 层流：水流质点（水流运动最小点）互不混杂的成层流动。 紊流：水流质点相互混杂的流动。层流和紊流用雷诺数判别。雷诺数可用下式计算：Re?式中：V?d?
(10－1)Re——雷诺数。V——流体在园管中的平均流速。 d——圆管直径。?——流体的运动粘滞性系数（取决于分子间吸引力的大小，计算时可根据液体温度从表中查出）。由层流变紊流时的速度叫高临界流速，用高临界流速计算的雷诺数叫上临界雷诺数。Rek?'Vk?d'?由紊流变层流时的速度叫低临界流速，用高临界流速计算的雷诺数叫下临界雷诺数。Rek?Vk?d?圆管液流中的下临界雷诺数是一个比较稳定的数值。Rek?2000圆管中液流中的上临界雷诺数是一个不稳定的数值。'Rek?在实际工作中，水流被扰动而处于紊流状态的形式是普遍存在的，所以，上临界雷诺数不宜作为判别标准，通常采用下临界雷诺数作为判别标准。Re﹤2000水流为层流。 Re﹥2000水流为紊流。三、仪器结构见图（10-1）。雷诺仪的供水端有用来保持水位不变的恒水位水箱、在水箱的下部水平放置的长直玻璃圆管（雷诺实验管）。实验管与水箱相通，恒水位水箱中的水可以经过玻璃实验管恒定流出，实验管的另一端装有出水阀门，可用以调节出水的流量。阀门的下面装有回水水箱和计量水箱，计量水箱里装有电测流量装置（由浮子、光栅计量器和光点传感器等组成），可以在电测量仪上直接显示出实验时的流体流量（数字显示出流体出流体积W[立升]和相应的出流时间t[秒]）。在恒水位水箱的上部装有有色液盒，其中的有色液体可经细管引流到玻璃试验管的进口处。有色液盒下部装有调节小阀门，可以用来控制和调节色液液流。雷诺仪还设有储水水箱，由水泵向试验系统供水，而试验的有色液灌吸球恒水位水箱出水阀门雷诺管烧杯回水水箱排水阀秒表储水箱水泵回流液体可经集水槽回流到储水箱中。图10-1
雷诺仪四、实验步骤 1.实验前的准备 （1）关闭出水阀门。（2）打开进水阀门后，按下水泵开关，启动水泵，向恒水位水箱放水。（3）在水箱接近放满时，调节阀门，使水箱的水位达到溢流水平，并保持有一定的溢流。（4）适度打开出水阀门，使试验管出流，此时，恒水位水箱仍要求保持恒水位，否则，可再调节阀门，使其达到恒水位，应一直保持有一定量的溢流。(注意：整个实验过程中都应满足这个要求)。（5）用体积法测流量。 （6）测量水温。2．进行实验，观察层流、紊流及其相互转化。 具体操作如下：（1）微开出水阀门，使试验管中的水流有稳定而较小的流速。 （2）微开装红色液体小水槽的小阀门，使有色液体从细管中不断流出。此时，可能看到管中的有色液流与管中的水流同步在直管中沿轴线向前流动，有色液体呈现一条细直流线，这说明在此流态下，流体的质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，而是层次分明地向前流动，即处于层流状态。（3）逐渐缓慢开大出水阀门至一定开度时，可以观察到红色直线开始出现脉动，但流体质点还没有达到相互交换的程度，此时，即象征为流动状态开始转换的临界状态(上临界点)，此时的流速即为临界流速。（4）继续开大出水阀门，即会出现流体质点的横向脉动，红色线逐渐扩散与水混合，此时的流态即为紊流。（5）此后，如果把出水阀门逐渐关小，关小到一定开度时，又可以观察到流体的流态从紊流转变为层流的临界状态(下临界点)。继续关小阀门，雷诺管中会再次出现细直红色线，流体流态又转变为层流。3．测定临界雷诺数Re 具体操作如下：开大出水阀门，并保持细管中有色液体流出，使试验管中的水流处于紊流状态，看不到有色液体的流线。缓慢地逐渐关小出水阀门，仔细观察实验管中的色液流动变化情况，当阀门关小到一定开度时，可看到实验管中红色液出口处有红色脉动流线出现，但还没有达到转变为层流的状态，此时，即为由紊流转变为层流的临界状态。在此临界状态下用体积法测量出水流的流量。 五、数据计算和处理Vk?dRek=?QQ式中：Vk=A=?d2/4
[m3/s]?—水的运动粘度（根据实验的水温，从水的粘温曲线上查得）A—实验管内横截面积
[m2]3.实验测定的Rek下一般比理论值小些，实验中有哪些因素影响Rek下测定的精度？4.实验中临界状态观察时，主要应观察管中什么位置？
范文六：● 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zB、zC、zD；● 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z?p?const?或
p?p0??h 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；p0—水箱中液面的表面压强；
?—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S0可应用等压面原理推导如下：1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p01??wh1 p01??0H另当U型管中水面和油面齐平时，则有p02???wh2p02??wH??0H由以上四式联解可得
S0??0?w?h1h1?h2据此可通过测压管2直接测得油的相对重度S0。 四、实验方法与步骤1．搞清仪器组成及其用法，包括：2● 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p0?0)，记录水箱液面标高?0（即测管3）和测管2液面标高?H(此时?0??H)；
● 关闭通气阀6及截止阀8，加压使之形成p0＞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）。● 打开放水阀11，减压 (要求其中一次pB＜0，即测压管2液面在B、C之间)，测记?0及?H (测量3次)。4．测定油的相对重度S0。
● 打开通气阀6，测记?0；● 关闭通气阀6及截止阀8，打气加压（p0＞0），使U形管中水面与油水交界面齐平，测记?0及?H (测量3次)；● 打开通气阀6，待液面稳定后，关闭所有阀门。然后打开放水阀11减压，使U形管中的水面与油面齐平，测记?0及?H(测量3次)。五、实验成果及要求1．分别求出各次测量时A、B、C、D点的压强，并选择一基准检验同一静止液体内的任意二点C、D的（z?p）是否为常数。
2．求出油的相对重度S0及重度?0。3．记录有关常数。
实验装置台号No．＿＿＿ 各测点的标尺读数为：?B＝＿＿＿cm
?C＝＿＿＿cm
?D＝＿＿＿cm3水的重度?w＝＿＿＿Ncm34＃测压管插入小水杯中的深度?h4＝＿＿＿cm注：测量记录及计算单位均为 cm。P0表中基准面选在＿＿＿＿＿＿
zC?＿＿＿cm
zD?＿＿＿cm5．油重度测量记录及计算表45
范文七：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> Pa 。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= Pa+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。七、思考题1、用该设备是否可以测出其他液体的重度？为什么？
2、A、B 管内的液面高度为何相等？
范文八：流体力学实验报告实验编号:01实验名称：静水压强实验 系别：动力工程系专业：建筑环境与能源应用工程 班级：建环1421 姓名：徐瑞甫 学号： 时间：日一．实验目的：1) 通过测量静止水中任意点的压强，掌握使用测压管侧量流体静压强的技能。2) 通过实验进一步理解位置水头、压强水头及测压管水头的基本概念，验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对等压面的理解，加深对绝对压强、相对压强和真空的理解。3) 能够利用实验数据求解静力学基本方程中的相关参数。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z?p?constpp?p??h0
（4-1）式中： z—被测点相对于基准面的高度（位置水头），m；?为压强水头，m；p—为被测点的静水压强，用相对压强表示，Pa；p0—水箱中页面的表面压强，Pa；?—为液体容重，N/m3；h为被测点的液体深度（被测点距离自由液面的竖直深度），m；位置水头与压强水头的和称为测压管水头。图1 水面和油水面齐平
图2 水面和油面齐平（2）根据上述公式，对装有水和油（见图1及图2）的U形测管，应用等压面原理，可以测量计算出油和水的比重S0（油的容重?0。s0???wh12），从而求得当U形管中水面和油水界面齐平，如图1所示，取其顶面为等压面，有p01??wh1??0H当U形管中水面和油面齐平，如图2所示，取其油水界面为等压面，则有p02??wH??0H由左侧测压管可得联立上面方程得p02?-?wh2，所以?0H??wH-?wh2?w接测得??h12因此，可通过仪器（不用另外测量工具）直s0??0wh12三．实验器材：规范：1.在装置中，所有测压管液面标高均已标尺（测压管2）零读数为基准仪器铭牌所注?B、?C、?D为测点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也为zB、zC、zD本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。a、b、c为测点B、C、D距离容器内部底面的距离；2.使用加压打气球用力要柔和、均匀，切记动作过猛或突然加压； 3.读取测压管读数时，一定要等液面稳定后再读，并使视线与液面最低处处于同一水平面上；4.实验完毕后，打开通气阀，使容器内气体压强与外部大气压一致，然后再关闭通气阀；5.阀门要定期加黄油，以保证气密性良好；定期用洗洁精清洗U形管；6.容器内正常液面高度应该在B点之上A点之下。四．实验步骤：a.验证静力学基本方程熟悉实验仪器的组成及用法，并且检查仪器密封性。打开通气阀 ρ0=0 ，记录水箱液面标高?0和测压管2液面标高?H ?0=?H 。关闭通气阀及截止阀，加压形成ρ0>0，测量并记录?0及?H，依次测量三组。打开减压放水阀，使形成ρ0<0 要求其中一次?B ，测量并记录?0和?H，依次测三次。 b.求油的容重开启通气阀，测量并记录?0.关闭通气阀，打气加压 ρ0>0 ，微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平，测量并记录?0和?H，依次测三次。 打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门;然后开启减压放水阀降压 ρ0<0 ，使U形管中水面与油水交界面齐平，测量并记录?0和?H，依次测三次。ρBγ<0，即?H<五．实验记录、数据处理：各测点标尺读数为：????= 2.10 cm
?C = -2.90 cm
?D = -5.90 cm
?w = 9.8×10-3
N/cm3静水压强测量记录及计算表注：
表中基准面选在 标尺零点
zc = -2.90 cm
zd =-5.90 cm油容重测量记录及计算表六．问题讨论：1.流体重度与密度的关系：???g流体静力学基本方程的物理意义：z?p??c2、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线?答：同一静止液体内的测压管水头线是根等压面的投影形成的水平线。3、当?pB?0 时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。
答：当 pB?0时，即 以下三部分：（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，为大气压强，故该平面以上密封的水、气所占的空间区域，为真空区域。(2)同理，过箱顶小水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，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响?
答：测压管太细会出现毛细现象，液面会高于或低于原本的高度，对读数带来误差，影响实验结果。5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?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。相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。pBg?0 ，相应容器的真空区域包括
范文九：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? 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，?g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。? 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。 ? 压强水头p?g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：不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定?p??g?h.在压差相同的情况下，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，?油打开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静压-1箱内液体的表面压强，使它高于或低于大气压。实验目的和要求1． 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?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。p?g?C.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。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，?水-3 kg/cm3测管液面高程读数记录静压-2实验结果静水压强量测结果分析思考问题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。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
范文十：实验一
静水压强实验实验成员学号1.记录相关常数▽A▽B（10-2m）（10-2m）43.50记录表格实验次数p>pp测压管水位读（10-2m）▽1▽2129......4230.82▽331.38.▽436.32.▽557.47.▽657.47.▽753.53.2.计算表格p0计算项目123456(KN/m3)pA(KN/m3)pB(KN/m3)有色液体容重r(KN/m3)p0/(▽4-▽3)0.080.080.080.090.110.08p0>pa计算结果p00.421.342.720.561.502.881.082.023.40-0.510.401.79-0.340.682.06-0.160.772.15思考题：1.试从实验记录数据中证明z+p/r=常数。答：由▽5=pA/r+ZA=▽6=pB/r+ZB,z+p/r=常数。答：相等，合理，▽6-▽7=▽5-▽7=▽2-▽1=p0/r。2.实验数据中▽6-▽7，▽5-▽7，▽2-▽1这三者是否相等？是否合理？为什么3.实验中▽1……▽7、水位调节管水面、密闭容器中水面，这9个水位之间，哪些应同高，他们间相互关系如何？说明理由。解：由实验数据可知，▽5和▽6同高，p0>pa时，▽2>▽1,▽4>▽3,▽7密闭容器中水面；p03,
▽7>▽6,水位调节管水面实验四 能量方程（伯努利方程）实验实验成员学号实验台号：NO.8 实验日期 4.201.测记有关常数单位均匀段D1缩管段D2扩管段D31.41.052.0210-2m2.实验数据记录及计算结果表1
管径记录表
单位：10-2m26测点编号14537管径1.381.381.381.381.02间距44664表2 测记（Z+p/r）数值表
单位：10-2m测点编号23442.4040.-4m21.490.823.14541.v10-2m/s93..50727.v2/2g-24.933.A10-4m21.490.823.1410---v10-2m/s93..9411---v2/2g-24.17.9011.4013.91891..1.3816142.6042.81实验次数241.2041.02338.8038.50表3
流速水头v2/2g
单位：10-2m管径Avv2/2g10-2m10-4m210-2m/s-21.381..020..072.003.表4
总水头（Z+p/r+av2/2g） 单位：10-2m测点编号实验次数12343.00446.546.742.937.---10---9.9122.4015.9014.9311.12思考题：1.为何急变流断面不能被选作能量方程的计算断面？解：急变流断面同一截面流速分布相差很大，压强相差也很大，测压管水头不同，作为能量方程计算断面误差太大。2.由毕托管测量的总水头线与按实际断面平均流速绘制的总水头线一般都差异，试分析其原因 解：毕托管测量的是截面中某一点的流速，不能表示断面的平均流速，所以会有差异。水头线50.35.20.5.000.00246810测点编号系列1系列2系列31214161826.6747.46.46.42.9937.8035.4133.0229.91水头/0.01M26.3022.4031.3229.7335.9928.5225.0023.4421.3215.9014.9311.126.62Q-.70188.20Q-.70188.2020