重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告
开课实验室：年月日
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
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测量。

二、实验原理
流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。

因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。

此应力称静压强。

静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。

1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下，
静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p
+ ρg h
2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。

质量力只为重力时，
静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。

若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。

3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强
为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料
使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加
压打气球、减压阀
材 料：水、油 四、实验步骤
1、熟悉一起的构成及其使用方法；
2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面； 测点标高a ∇=1.60CM b ∇=-3.40CM c ∇ =-6.40CM
测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3
3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0∇和测管2液面标高2∇（此时0∇=2∇）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0∇及2∇（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2∇< 3∇），测记0∇及2∇。

4、测定油容量
（1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0∇及2∇，取平均值，计算
0∇-2∇=H 1。

设油的容重为r ，为油的高度h 。

由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a
为水的容重
（2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0∇及2∇，取平均值，计算0∇-2∇=H 2。

得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重 式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
流体静压强测量记录及计算表 单位：cm
液面条件
序号
水箱液
面0∇ 测压管
液
面
2∇
压强水头
测压管水头
a p /γ
=2∇-
a ∇
b p /γ
=2∇- b ∇
c p /γ=2∇-c ∇
Z
a
+a p /γ Z
b
+
b p /γ Z
c +c
p /γ
0p =0 1 10.00 10.00 7.90 12.90 15.90 15.90 15.90 15.90 0p > 0 1
10.20 13.60 11.50 16.50 19.50 19.50 19.50 19.50 2 10.08 15.51 13.41 18.41 21.41 21.41 21.41 21.41 3
10.02 23.92 21.82 26.82 29.82 29.82 29.82 29.82 0p < 0 1
10.18 7.42 5.32 10.32 13.32 13.32 13.32 13.32 2 10.14 5.75 3.65 8.65 11.65 11.65 11.65 11.65 3
10.10
3.53
1.43
6.43
9.43
9.43
9.43
9.43
油容量测量记录及计算表 单位：cm
条件
序号
水箱液面0∇
测压管
液面2∇ H 1=
-0∇+2∇
1h H2=0∇-2∇
2h
γ= a
1h /(
1h +2
h )
0p > 0且U 形管中水面与油水交界面齐平
1
9.90 23.38 13.48
13.55
2
9.86 23.50 13.64
γ=
0.008122 N/cm 3
3 9.90 23.42 13.52
0p < 0且U 形管中水面与油水交界面齐平
1
9.80 7.00 2.80
2.81
2 9.80 7.00 2.80
3 9.80 6.98 2.82
六、实验结果及分析
实验结果：根据实验所得数据知：在液面条件给定的条件下，虽说随水深各点压强水头不同，但其测压管水头相同，而油的容重是根据等压面的性质测定的。

实验分析：1.液面上的不同压强条件，会使得得到的测压管的水头不同，这是因为静止液体在任意边界上压强的变化将等值的传到其他各点。

2.通过此实验，再次验证了静止流体中z + p / g=c这一结论
3.实验过程中存在的误差，比如实验人员在读数时视角的俯仰，或油的上下液面不可
能完全与水的液面齐平，或读数时的估读误差。

这些都将引起所测油的容重发生改变，
但其数量级不会有变化。

出师表
两汉：诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。