工程流体力学 实验报告及答案)

实验报告配套教材：

书名：工程流体力学
作者：陈长植
出版社：华中科技大学出版社

实验报告概述：

实验一 点压强量测实验 实验日期 同组实验者 一、实验目的与要求 1.掌握测量任一点相对压强与绝对压强的方法，并加深理解相对压强与绝对压强的概念； 2.验证水静力学的基本方程，掌握测压管与压差计的工作原理与量测技能； 3.熟练并准确完成测压管与压差计的读数任务； 4.通过实验分析，学会应用水静力学知识解决实际工程测量问题。 二、实验原理 实验原理主要为静力学的基本方程及原理，即： （1）在重力作用下，水静力学的基本方程： Z+P/γ=C（常数）或P=P0+γh。 式中：Z-被测点与基准面的垂直高度； P-被测点的静水压强；P0为水箱的液面压强； γ-水的容重； h-被测点在水箱中的垂直淹没深度。 （2）静力学的等压面原理，即对于连续同种介质，液体处于静止状态时，水平面即为等压面。 三、实验仪器与装置 本点压强量测实验主要的仪器设备包括：带标尺的测压管，U型测压管，加压打气球，量杯等。实验装置流程如图1所示。 四、实验方法与步骤 1.熟悉实验装置的主要组成构件及各部分的功能与作用，包括加压与减压方法，检查仪器是否密封等。 2.记录实验装置流程中的主要常数。 3.打开通气阀1，保持液面与大气相通，此时水箱水面压强P0=Pa，其相对压强为零，观测记录水箱液面为大气压强时各测压管液面高度； 4.水面增压操作：关闭放水阀，用打气球向水箱水面以上气体空间加压，并分别使管1与管2水面上升约3cm时停止加压，并关闭阀1，读取并记录各测压管液面高度值，包括测压管1与测压管2中水面至标尺起点高度h1与h2，与U型测压管两管中水面至标尺起点的高度h3与h4，以及水箱液面相对于水箱底面的高度。计算水箱液面下A、B两点的压强及液面压强。重复该步骤操作两次，每次操作使测压管高度变化3cm左右，便于读数。 5.水面减压操作：关闭通气阀，打开放水阀并缓慢放水，放出少许水量后，读取并记录两测压管及U型测压管液面至标尺起点的高度h1、h2、h3与h4，与U型测压管两管中水面至标尺起点的高度h3与h4，以及水箱液面相对于水箱底面的高度。计算水箱液面下A、B两点的压强及液面压强。重复该步骤操作两次，并每次操作使测压管高度变化3cm左右，便于读数。 6.实验结束后使实验设备恢复原状。 五、实验结果与计算 量测次数 水箱液面高度 h1=PA/γ (cm) h2=PB/γ (cm) h3 (cm) h4 (cm) ZA+PA/γ (cm) ZB+PB/γ (cm) P0/γ=h4-h3 (cm) Z0+P0/γ (cm) 1 P0=P 2 P0>Pa 3 4 5 P0<Pa 6 7 六、思考题 1.如测压管管径太细，对测压管液面的读数有何影响？在毛细管现象影响下，测压管的读数如何减少误差？ 2.同一静止液体内的测压管水头线是什么线？ 3.用本实验装置能否测出装置中A、B两点及水箱水面的绝对压强，为什么？ 4.绝对压强与相对压强、真空度的关系是什么？ 七、实验结论