大学实验流体静力学
流体静力学实验实验报告
流体静力学实验实验报告一、实验背景流体静力学是研究流体在静力平衡下的性质和行为的学科，涉及到流体的压力、密度和静力平衡等基本概念。
通过实验研究流体静力学可以帮助我们深入了解流体的性质和应用。
二、实验目的本实验的目的是通过对水的流体静力学特性的测量，掌握流体的压力、密度和浮力的基本原理，并学会使用相应的实验仪器和测量方法。
三、实验仪器和材料1. U型管：用于测量液体的压力和压力差。
2. 水平支架：用于固定实验仪器。
3. 液体容器：用于装载待研究的液体。
4. 液体：一定量的水用于实验。
5. 液体注射器：用于向U型管注入液体。
6. 尺子：用于测量U型管液面高度差。
四、实验原理1. 流体静力学基本概念在流体静力学中，有几个重要的概念需要了解：- 压力：液体或气体对单位面积施加的力，单位为帕斯卡（Pa）。
- 密度：单位体积内的质量，单位为千克每立方米（kg/m^3）。
- 浮力：液体或气体对浸入其中的物体所产生的向上的力，大小等于被排开的液体或气体的重量。
2. 流体压力的测量利用U型管可以测量流体的压力和压力差。
当两端的液面高度相等时，称为等静压力。
当液面高度不相等时，可以根据液面高度差来计算压力差。
3. 测试物体的浮力将一个物体浸入液体中，液体对物体产生的浮力等于物体的重力，可以通过测量液面升高的高度来计算浮力的大小。
1. 准备工作a. 将U型管固定在水平支架上，确保U型管两端的高度相等。
b. 准备液体，注意液体的纯净度和温度。
c. 将液体注入液体容器中。
2. 测量液体压力和压力差a. 将一根液体注射器连接到U型管的一端，并抽出液体注射器中的空气。
b. 将液体注射器的另一端放入液体容器中，并记录液体在U型管两端的高度差。
c. 移动液体注射器，使液体在U型管两端的高度相等，并记录高度。
3. 测试物体的浮力a. 将一个已知质量的物体悬挂在弹簧秤上，记录其重力的大小。
b. 将物体浸入液体容器中，记录液面升高的高度。
流体力学实验 (2)
流体力学实验
流体力学实验是研究流体运动、流体性质和流体力学现象的实验方法和实验技术。
在流体力学实验中，通常会使用各种仪器设备和测量装置来观测、记录和分析流体的运动状态、流速、压力、温度等重要参数。
流体力学实验的目的可以是验证理论模型、研究流体流动的规律、探究流体与固体的相互作用等。
以下是一些常见的流体力学实验：
1. 流体的静力学实验：通过测量流体中的压力分布，来研究流体静力学的规律，常用的实验方法有水压实验和气压实验。
2. 流体的动力学实验：研究流体运动的规律，常见的实验包括流体的流速测量、流体的流线观测、流体的密度测量等。
3. 流体的粘性实验：用来研究流体粘性特性的实验方法，通常会测量流体的粘度和黏滞阻力。
4. 流体与固体相互作用的实验：研究流体在固体表面上的附着和流动的实验，如流体在管道中的摩擦阻力实验、流体在物体表面的湿润实验等。
5. 流体流动模拟实验：通过模拟实验方法来研究流体流动的现象和规律，常见的方法有模型试验和数值模拟。
流体力学实验通常需要使用精密的仪器设备和仔细的实验操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验结果可以为理论研究提供验证和支持，也可以为工程应用提供参考和指导。
流体力学实 验.
Re V d / V Q / A
流量Q用体积法测出，即在Δt时间内流入量筒中流体的体积ΔV。
Q V / t A d 2 / 4
式中：管路的横截面积A；管路直径d=27mm ； 流速V； 水的运动粘性系数υ 在实际工程中，上临界临界流速没有实际意义，一般指的临界流速即指下临界流 速。对应于临界流速的雷诺数称为临界雷诺数，通常用Recr表示。大量实验表明， 尽管在不同的管道、不同的液体以及不同的外界条件下，其临界雷诺数有所不同，
但通常情况下，临界雷诺数总在2300附近，即 Re cr 2300
当管中雷诺数小于临界雷诺数时，管中流动处于层流状态，反之则为紊流。
四、实验步骤
1、准备工作：将水箱充水至经隔板溢流流出，将进水阀门关小， 继续向水箱供水，以保持水位高度H不变。 2、缓慢开启出水阀门C，使玻璃管中的水稳定流动，并开启红 颜色水阀门B，使颜色水以微小流速在玻璃管内流动，呈层流状 态。 3、开大出水阀门C，注意观察层流、过渡状态、紊流时颜色水 状态。 4、使颜色水在玻璃管内的流动呈紊流状态，再逐渐关小出水阀 门C，观察玻 璃管中颜色水刚刚出现脉动状态但还没有变为层流 时，测定此时的流量。重复三次，即可算出下临界雷诺数。
流体静力学公式还可以写成 p pa gh
由图1-1看出， p0 pa g(z10 z9 ) 1g(z2 z1 )
式中 pa 是当地大气压强， p0 是密封容器内水面上的气体压强，
是水的密度， 1000 kg / m3
由此得到未知液体的密度是 1 (z10 z9 )（/(1z-22） z1 )
图1 力矩平衡原理示意图
恒定总流的动量方程为
若令，
流体静力学实验实验报告
《孔口管嘴出流》实验报告
开课实验室：实验时间：年月日
学院
年级、专业、班
姓名
成绩
课程
名称
实验项目
名称
指导教师
\
教师评语
教师签名：
年月日
一、实验目的
二、实验原理
三、使用仪器、材料
四、实验步骤
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
六、实验结果及分析
教师评语
教师签名：
年月日
一、实验目的
二、实验原理
三、使用仪器、材料
四、实验步骤
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
六、实验结果及分析
《局部水头损失》实验报告
开课实验室：DA129实验时间：年月日
学院
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实验项目
名称
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年月日
一、实验目的
二、实验原理
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实验项目
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一、实验目的
二、实验原理
三、使用仪器、材料
四、实验步骤
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
六、实验结果及分析
《文丘里流量计实验》实验报告
开课实验室：实验时间：年月日
学院
年级、专业、班
目
名称
指导教师
《流体静力学实验》实验报告
开课实验室：实验时间：年月日
学院
年级、专业、班
姓名
成绩
课程
名称
流体力学综合实验报告
流体力学综合实验报告流体力学综合实验报告引言：流体力学是研究流体运动规律和流体力学性质的学科，广泛应用于工程领域。
本实验旨在通过一系列实验，深入了解流体的性质和运动规律，加深对流体力学的理论知识的理解和应用。
实验一：流体静力学实验在这个实验中，我们使用了一个容器装满了水，并通过一个小孔使水流出。
通过测量水的高度和流量，我们可以了解到流体静力学的基本原理。
实验结果表明，当小孔的面积增大时，流出的水流量也随之增加，而当容器的高度增加时，流出的水流量也会增加。
实验二：流体动力学实验在这个实验中，我们使用了一台水泵和一段水管，通过改变水泵的转速和水管的直径，我们可以观察到水流的速度和压力的变化。
实验结果表明，当水泵的转速增加时，水流的速度也会增加，而当水管的直径增加时，水流的速度会减小。
同时，我们还发现，水流的速度和压力之间存在一定的关系，即当水流速度增加时，压力会减小。
实验三：流体粘度实验在这个实验中，我们使用了一个粘度计和一种称为甘油的液体。
通过测量液体在粘度计中的流动时间，我们可以计算出液体的粘度。
实验结果表明，甘油的粘度较大，流动时间较长，而水的粘度较小，流动时间较短。
这表明不同液体的粘度是不同的。
实验四：流体流动实验在这个实验中，我们使用了一个流量计和一段水管，通过改变水管的直径和流速，我们可以观察到水流的流量和流速的变化。
实验结果表明，当水管的直径增加时，水流的流量也会增加，而当流速增加时，水流的流量也会增加。
同时，我们还发现，水流的流量和流速之间存在一定的关系，即当流速增加时，流量也会增加。
结论：通过以上实验，我们深入了解了流体的性质和运动规律。
我们发现，流体静力学和动力学的基本原理可以通过实验来验证，并且不同液体的粘度是不同的。
此外，我们还发现，流体的流量和流速之间存在一定的关系。
这些实验结果对于工程领域的流体力学应用具有重要的意义，可以帮助我们更好地理解和应用流体力学的理论知识。
流体力学实验报告
《流体静力学实验》实验报告开课实验室： 学院 年级、专业、班姓名成绩课程 名称 流体力学与水泵实验实验项目 名 称流体静力学实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1.验证静力学的基本方程。
2.学会使用测压管与U 形测压计的量测技能。
3.理解绝对压强与相对压强及毛细管现象。
4.灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
二、实验原理重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 静止流体中任意点的测压管水头相等，即（1.1）同样静止流体在任意点的静压强也可以写成如下形式：h p p a γ+=0 (1.2) 式中γ——液体的重度；h ——U 形管中液面上升的高度。
对装有水油U 型测管，应用等压面可得油的比重S 0有下列关系：(1.3)《不可压缩流体恒定流动的能量方程实验》实验报告开课实验室： 学院 年级、专业、班姓名成绩课程 名称 流体力学实验实验项目 名 称不可压缩流体恒定流动的能量方程实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1.掌握均匀流的压强分布规律以及非均匀流的压强分布特点。
2.验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换。
3.学会使用测压管与测速管测量压强水头、流速水头与总水头。
4.理解毕托管测速原理。
二、实验原理实际流体再流动过程中除遵循质量守恒原理外，必须遵循动能定理。
质量守恒原理再一维总流中的应用为总流的连续性方程，动能定理再一维总流中的应用为能量方程。
他们分别如下：连续性方程：伯努利能量方程：在使用能量方程时，必须注意两个过流断面间的水头损失，应包括所用的沿程水头损失和所用的局部水头损失。
实际流体中，总水头线始终沿程降低，实验中可以从测速管的液面相对于基准面的高度读出。
测速管水头线可以沿程升高，也可以是沿程降低，具体要视过流断面的平均流速大小而定。
对于某断面而言，测速管水头等于该断面的总水头减去其流速水头。
同样，断面平均流速也可以用总水头减去该断面的测压管水头得到。
流体力学-常州大学环境与安全工程学院
2、沿程阻力系数的测定 由上面的分析可以得到：
hf
பைடு நூலகம்
p1
p2
h
由达西公式：
hf
l v2
d 2g
用体积法测得流量，并计算出断面平均流 速，即可求得沿程阻力系数：
2gdh
lv 2
三、实验装置
管道阻力实验装置如图所示：
图4-1 管道阻力实验装置
四、实验步骤
1、熟悉装置、原理、流程。 2、调整流程，检查压差计，排气、调平衡。 3、调节尾阀，待管道流量稳定后，测定流 量，记下压差计读数。流量可通过磅秤、水 桶、秒表，求出体积流量。
4、改变尾阀的开度，调节流量，共测量10 次，记录压差，测定流量。
五、数据记录计算表格
表4-1 数据记录表
六、思考题
1、在测定管道的沿程阻力系数时，对测量 段前后管道有何要求，为什么？
2、压差计中的读数是否随着实验管道的倾 斜放置而发生变化？为什么？
参考文献
1.陈卓如.工程流体力学（第二版）[M].北京：高等 教育出版社. 2004.1.
一、实验目的
1、研究稳定状态下均匀流动时压力管中水 流沿程阻力的变化规律。
2、管道阻力的类型和计算方法，了解阻力 系数在不同的流态，不同雷诺数下的变化情 况。
3、学会测定管道沿程阻力系数的方法。
二、实验原理
1、沿程水头损失与流速的关系
对沿程阻力两测点的断面列伯努利方程
z1
p1
a1v12 2g
z2
4、测定流量，记录各测量断面测管的高度，填入表 中。
5、改变阀门开度，调节流量，测定几组流量和水头 高度，填入表中。
6、关闭，停泵。
四、注意事项
1、实验过程中，要经常观察高位水箱的恒 流情况，随时调整上水阀门，保证液位恒定。
流体力学实验报告(全)
工程流体力学实验报告实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或(1.1)式中：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。
另对装有水油（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)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。
实验分析与讨论1.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。
测压管水头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线。
<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
2.当PB，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，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液面低于水箱液面的高度相等，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γ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h和h0，由式，从而求得γ0。
4.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，毛细高度由下式计算式中，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℃)的水，=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(h、d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。
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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10-12班学号：姓名：宋胜教师：王连英同组者：邓向飞
实验一流体静力学实验
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； 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（测压管2）零读数为基准。
（2）仪器铭牌所注B ∇，C ∇，D ∇系测点B ，C ，D 的标高。
若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则B ∇，C ∇，D ∇亦成为C z ，C z ，D z 。
(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：
p
z γ
+=const （1-1-1a ）
形式二：
P=P 。
+γ （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； γ--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：
P 01=w γ=0γH (1-1-2) 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：
P 02+W γH=0γH
即
P 02=-w γh 2=0γH-W γH (1-1-3)
图1-2 图1-3
四、实验要求
1．记录有关常数 实验装置编号 各测点的标尺读数为：
B ∇= -210m ⨯；
C ∇= -210m ⨯；
D ∇= -210m ⨯；
基准面选在 测压管2标尺的0刻度线处 ；C z = -210m ⨯；
D z = -210m ⨯；
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(p
z γ
+)是否为常数.
3．求出油的重度。
o γ= 3N/m
4．测出6#测压管插入小水杯水中深度。
6h ∆= -210m ⨯
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P 0=0），记录水箱液面标高0∇和测压管2的液面标高（此时0∇=H ∇）。
（2）关闭通气阀4及截止阀7，用打气球加压使P 0＞0，测记0∇及
H ∇。
（3）打开减压放水阀11，使P 0＜0（要求其中一次P b ＜0，即H ∇＜,测记及0∇。
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d 0.
（1）开启通气阀4，测记0∇。
（2）关闭通气阀4，用打气球加压（p 0＞0），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（P
＜0），使U形管中的水面与油面齐平（见图1-1-3），测记
∇及H∇（此过程亦反复进行3次）。
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
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水平线。
2．当
B 0
p<时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。
答：当
B 0
p<时,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，该平面以上密封的水、气所占的空间
区域，为真空区域。
因为相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，为大气压强。
(2)过箱顶水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体为真空区域。
(3)在测压管5中，自水面向下深度有一段水柱亦为真空区。
这段水柱高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，也与测压管4液面高于水杯液面高度相等。
3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定
o
d。
答：关闭空气阀与截止阀，用打气球加压使测压管液面高于水箱液
面，此时U型管中油面高于水面，记录U型管水面高度h
以及测压管高度
h 1，并用直尺油面高于水面的高度h2。
则有：d
=h
2
/(h
1
-h
) 。
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，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、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：相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面是等压面。
相对管8和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。
6.该仪器在加气增压后，水箱液面将下降∆h，而测压管液面将升高H,实验时，若以p
=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（H+∆h）与视压强H的相对误差值。
本仪器测压管内径为*10-2m,箱体内径为20*10-2m。
答：
7.测压管和液面计有何区别
答：液面计是用来观察设备内部液面位置的装置。
测压
管用于测量液体相对压强的、连通于被测液体的开口管。
8.绝对压强与相对压强、真空压强的关系是什么是将p=*104p
a 的相对压强用真空度表示出来。
答：绝对压强是以绝对真空为零点而计量的。
相对压强是以当地大气压为零点计量的。
真空压强是指流体的绝对压强小于大气
压产生真空的程度。
P
真=Pa-P
绝
=-P
表
八、实验总结
通过本实验我掌握了用液式测压计测量流体静压强的技能。
进一步加深了对真空度的理解，通过实验验证了不可压缩流体静力学基本方程，加深了对位置水头、压力水头和测压管水头的理解。
通过实验的操作，增强了我的动手能力，使我对该实验装置有了深一步的认识。
同时提高了进一步解决静力学实际问题的能力。
6
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
B 0
p<时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。
答：当
B 0
p<时，即P B/γ<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，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
o
d。
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。