工程流體力學實驗報告

實驗一流體靜力學實驗

實驗原理

在重力作用下不可壓縮流體靜力學基本方程

或(1.1)

式中：z被測點在基準面的相對位置高度；

p被測點的靜水壓強，用相對壓強表示，以下同；

p0水箱中液面的表面壓強；

γ液體容重；

h被測點的液體深度。

另對裝有水油（圖1.2及圖1.3）U型測管，應用等壓面可得油的比重S0有下列關系：

(1.2)

據此可用儀器（不用另外尺）直接測得S0。

實驗分析與討論

1.同一靜止液體內的測管水頭線是根什么線？

測壓管水頭指，即靜水力學實驗儀顯示的測管液面至基準面的垂直高度。測壓管水頭線指測

壓管液面的連線。實驗直接觀察可知，同一靜止液面的測壓管水頭線是一根水平線。

2.當P B<0時，試根據記錄數據，確定水箱內的真空區域。

，相應容器的真空區域包括以下三部分：

(1)過測壓管2液面作一水平面，由等壓面原理知，相對測壓管2及水箱內的水體而言，該水平面為等壓面，均為大氣壓強，故該平面以上由密封的水、氣所占的空間區域，均為真空區域。

(2)同理，過箱頂小水杯的液面作一水平面，測壓管4中，該平面以上的水體亦為真空區域。

(3)在測壓管5中，自水面向下深度某一段水柱亦為真空區。這段高度與測壓管2液面低于水箱液面的高度相等，亦與測壓管4液面高于小水杯液面高度相等。

3.若再備一根直尺，試采用另外最簡便的方法測定γ0。

最簡單的方法，是用直尺分別測量水箱內通大氣情況下，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，從而求得γ0。

4.如測壓管太細，對測壓管液面的讀數將有何影響？

設被測液體為水，測壓管太細，測壓管液面因毛細現象而升高，造成測量誤差，毛細高度由下式計算

式中，為表面張力系數；為液體的容量；d為測壓管的內徑；h為毛細升高。常溫(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，

=0.98dyn/mm。水與玻璃的浸潤角很小，可認為cosθ=1.0。于是有(h、d單位為mm)