工程流体力学及水力学实验报告记录及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告记录及分析讨论

———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期：

2

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

实验一 流体静力学实验

验原理

重力作用下不可压缩流体静力学基本方程

(1.1)

中： z被测点在基准面的相对位置高度；

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；

γ液体容重；

h被测点的液体深度。

对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：

(1.2)

此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。

验分析与讨论

同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指

，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压

线指测压管液面的连线。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

当PB<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分：

)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，

3

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

。

)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

)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

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。

若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。

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

，从而求得γ0。

至油面的垂直高度h和h0，由式

如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？

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

由下式计算

中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。常温(t=20℃

，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有

单 位 为mm)

一般来说，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

，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h较普

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、

时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。

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？

分液体是同一等压面？

4