1、一、实验目的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、实验装置本实验的装置如图1-1所示。图1-1 流体静力学实验装置图1. 测压管 ；2. 带标尺的测压管 ；3. 连通管 ；4. 通气阀 ；5. 加压打气球 ；6. 真空测压管 ；7. 截止阀 ；8. U型测压管 ；9. 油柱 ；10. 水柱 ；11. 减压放水阀 说明：（1）所有测压管液面标高均以标尺（
2、测压管2）零读数为基准。（2）仪器铭牌所注 ， ， 系测点B，C，D的标高。若同时取标尺B零点作为静力学基本方程的基准，则 ， ， 亦成为 ， ， 。CzDz(3) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。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。形式一： =const （1-1-1a）pz形式二：P=P。+ （1-1-1b）式中 z-测点在基准面以上的位置高度；P测点的静水压强（用相对压强表示，一下同）；P。-水箱中液面的表面压强；-液体的重度；h测点的液体深度；2.油密度测量原理。当u形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2），取油水界面为等压面时，有：P01= = H (1-1
3、-2)w0另当U形管中水面与油面平齐（见图1-1-3），取油水界面为等压面时，有：P02+ H= HW0即P02=- h2= H- H (1-1-3)wW图1-2 图1-3四、实验要求1记录有关常数 实验装置编号No. 12 各测点的标尺读数为：= 2.1 ； = -2.9 ； = -5.9 ；B-210mC-210mD-210m基准面选在 测压管的0刻度线处 ； = -2.3 ； Cz= -5.9 ；Dz-22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( )是否为常数.pz3求出油的重度。 = 8275.1 o3N/m4测出6#测压管插入小水
4、杯水中深度。 = 3.67 6h-2105完成表1-1及表1-2。五、实验步骤1.了解仪器的组成及其用法，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），然后用打气球充气。（3）减压方法：开启筒底减压放水阀11放水。（4）检查仪器是否密封：加压后检查测压管1,2,8的液面高程是否恒定。若下降，则表明漏气，应查明原因并加以处理。2.记录仪器编号及各常数。3.进行实验操作，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 和测压管2的0液面标高（此时 = ）。0H（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加
5、压使P00，测记 及0H。（3）打开减压放水阀11，使P00（要求其中一次PB0，即 ,测记及 。5.测出测压管6插入小水杯中水的深度。6.测定油的相对密度d0.（1）开启通气阀4，测记 。0（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p00），微调放气螺母使U形管中水面与油水界面齐平（见图1-1-2），测记 及 （此过程反复进行3次）。0H（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（P00），使U形管中的水面与油面齐平（见图1-1-3），测记 及 （此过程亦反复进行3次）。0H六、注意事项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。大气后务必关闭加压打
6、气球下端的阀门，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 流体静压强测量记录及计算表压力水头 测压管水头实验条件 次序水箱液面 02/(1m)测压管2液面 H2/(10)AH0p2/(m)BHp2/(1)CHp2/(10m)DHp2/(10)Cpz2/(10m)Dz2/(10)0p1 12.48 12.41 -0.07 10.31 15.31 18.31 12.41 12.411 12.48 37.95 25.47 35.85 40.85 43.85 37.95 37.952 12.48 44.50 32.02 42.40 47.40 50.40 44.50 44.501
7、12.44 9.95 -2.49 7.85 12.85 15.85 9.95 9.952 12.43 4.55 -7.88 2.45 7.45 10.45 4.55 4.550（其中一次）Bp3 12.45 1.22 -11.23 -0.88 4.12 7.12 1.22 1.22表1-2 油相对密度测量记录及计算表条件 次序水箱液面 02/(1m)测压管2液面 H2/(10)1H0h2/(m)1h2/()20Hh/(1m)2h/(10) 1o2whd1 12.40 27.20 14.802 12.40 27.18 14.78且U0p型管中水面与油水交界面齐平 3 12.40 27.24 14
8、.8414.811 12.35 9.62 2.732 12.36 9.64 2.72且U0p型管中水面与油面齐平 3 12.35 9.61 2.742.730.8444七、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等压面的投影形成的水平线。2当 时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。 答：当B0p时，即 PB/0，相应容器的真空区域包括以下三部分：(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，
9、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。3若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定 。od答：关闭空气阀 截止阀，用打气球加压使测压管的液面高于水箱液面，U 形管中的油面高于水面。读出测压管的高度h0，u形管水面的高度h1，用直尺读出油面高于水面的的高度h3。d0=h3/(h0-h1) 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。八、实验总结1.通过本实验我掌握了液式测压计的使用。2.通过实验的操作，增强了我们的动手能力，是我对该实验装置有了深一步的认识3.实验数据的计算加深了我对静力学平衡方程的理解。4.通过本次实验对流体静力学现象的实验分析，提高了进一步解决静力学实际问题的能力。
