大学实验流体静力学
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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
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。
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。
流体静力学实验报告流体静力学实验报告引言在物理学中,流体静力学是研究流体在静止状态下的力学性质和行为的学科。
本次实验旨在通过实验方法验证流体静力学的基本原理,并探究流体静力学的一些重要概念。
实验目的1. 验证帕斯卡定律:即在静止的不可压缩流体中,压强在各个方向上都是相等的。
2. 研究液体的压力与液体深度之间的关系,推导液体压强公式。
实验器材1. U型玻璃管2. 液体容器3. 液体(如水、油等)4. 压力计5. 直尺、量规等实验工具实验步骤1. 将U型玻璃管的两端分别连接到液体容器的两个出口,保证U型管中无气泡。
2. 将液体注入液体容器,确保液体高度一致。
3. 将压力计连接到U型管的一端,并记录压力计的读数。
4. 移动液体容器,改变液体的高度,并记录压力计的读数。
5. 重复步骤4,记录不同液体高度下的压力计读数。
实验结果与分析根据实验数据,我们可以得出以下结论:1. 帕斯卡定律的验证通过实验可以观察到,无论液体容器中液体高度的变化,压力计的读数始终保持不变。
这验证了帕斯卡定律的原理,即静止的不可压缩流体中,压强在各个方向上都是相等的。
2. 液体压强与液体深度的关系我们发现,液体的压力与液体深度呈线性关系。
通过对实验数据的分析,我们可以得出液体压强公式:P = ρgh,其中P表示液体压强,ρ表示液体密度,g表示重力加速度,h表示液体的深度。
结论通过本次实验,我们验证了帕斯卡定律,并推导出了液体压强公式。
流体静力学是研究流体在静止状态下的力学性质和行为的重要学科,对于理解流体力学和应用于实际工程中具有重要意义。
实验中的误差分析在实验过程中,由于实验器材和实验环境的限制,可能会引入一些误差。
例如,液体容器的形状不完全规则,液体的温度和密度变化等都会对实验结果产生一定的影响。
为了减小误差,我们可以多次重复实验,并取平均值来提高实验结果的准确性。
进一步探究本次实验只是对流体静力学的基本原理进行了验证和探究,还有许多其他有趣的现象和概念可以进一步研究。
流体静力学实验的技巧和数据处理方法流体静力学实验是研究流体在静止状态下的力学性质和特性的一种实验方法。
在进行流体静力学实验时,掌握正确的实验技巧和数据处理方法是非常重要的。
本文将介绍流体静力学实验的一些常用技巧以及数据处理方法。
一、实验技巧1. 实验室准备在进行流体静力学实验之前,必须充分准备。
首先,检查实验室设备的工作状态,确保实验仪器、设备以及相关配件的完好无损。
其次,检查实验用的流体样品是否满足实验要求,并对实验操作流程进行充分的了解和分析。
最后,确定实验室环境的稳定性,避免干扰或噪音对实验结果的影响。
2. 器材操作在进行流体静力学实验时,正确操作实验仪器和器材是至关重要的。
首先,要保证实验仪器的正确安装和校准。
其次,注意实验器材的使用规范,严格遵守操作手册中的要求。
最后,操作实验仪器时要轻手轻脚,避免不必要的震动和干扰。
3. 流体处理在进行流体静力学实验时,对流体的处理也需要注意一些技巧。
首先,要确保流体样品的纯净度和温度的稳定性。
其次,要注意流体的加注、排出和搅拌等操作过程,避免气泡和颗粒物的污染。
最后,实验结束后要对实验室环境和器材进行彻底的清洁,以确保下次实验的准确性和可靠性。
二、数据处理方法1. 数据记录在进行流体静力学实验时,正确记录实验数据是非常重要的。
按照实验要求和实验手册的要求,记录实验的关键数据,包括实验时间、流体温度、流体压力、流速等。
同时,还要留意其他可能对实验结果有影响的因素,如环境温度和压力等。
2. 数据分析在进行流体静力学实验后,需要对实验数据进行合理的分析。
首先,要对数据进行初步筛选,去除异常值和误差较大的数据点。
其次,根据实验的目的和要求,选取合适的统计方法和理论模型,对数据进行进一步的分析和计算。
最后,根据实验结果,得出相应的结论,并与理论模型进行比较和验证。
3. 结果呈现在数据处理的过程中,需要将实验结果进行合理的呈现和展示。
可以使用图表、曲线和表格等形式,将实验数据直观地呈现出来,以便于读者对实验结果的理解和分析。
流体静力学实验报告流体静力学实验报告引言流体静力学是研究流体在静止状态下的力学性质和行为的学科。
通过实验可以更好地理解流体静力学的基本原理和特性。
本实验旨在通过测量流体静力学中的压力、密度和浮力等参数,探究流体静力学的基本规律。
实验目的1. 理解流体静力学的基本概念和原理;2. 学会使用测量仪器和设备进行流体静力学实验;3. 掌握测量流体参数的方法和技巧;4. 分析实验结果,验证流体静力学的基本规律。
实验仪器和设备1. 压力计:用于测量流体的压力;2. 密度计:用于测量流体的密度;3. 漂浮物:用于测量流体的浮力;4. 实验容器:用于容纳流体。
实验原理1. 压力原理:根据帕斯卡定律,流体静压力在任何方向上都相等。
通过测量流体的压力,可以推导出流体的密度和深度等参数。
2. 密度原理:流体的密度是指单位体积内的质量。
通过测量流体的质量和体积,可以计算出流体的密度。
3. 浮力原理:根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于所排除液体的重量。
通过测量漂浮物的浮力,可以计算出液体的密度。
实验步骤1. 将实验容器装满待测流体,并确保容器内没有气泡。
2. 将压力计的测量管插入流体中,记录下测量管的位置。
3. 通过压力计测量流体的压力,并记录下相应的数值。
4. 使用密度计测量流体的质量和体积,并计算出流体的密度。
5. 将漂浮物放入流体中,测量漂浮物所受到的浮力,并计算出液体的密度。
6. 重复以上步骤,取多组数据进行比较和分析。
实验结果与分析通过实验测量得到的压力、密度和浮力等数据可以进行比较和分析。
根据测量结果可以得出以下结论:1. 流体的压力与深度成正比,压力随深度增加而增加。
2. 流体的密度与质量和体积成正比,密度随质量和体积增加而增加。
3. 流体的浮力与液体的密度和漂浮物的体积成正比,浮力随密度和体积增加而增加。
结论通过本次实验,我们深入了解了流体静力学的基本原理和特性。
实验结果验证了流体静力学的基本规律,加深了我们对流体静力学的理解。
流体静力学实验报告摘要:本实验主要是通过实验研究流体的压力与重力平衡关系,建立液体静力学基础,掌握液体压力的测量方法与技巧。
实验装置: U形水管、分压计、重力计、水平销、液压机。
实验原理:1. 液体内部的分子之间相互吸引作用的结果,即液体内部的分子间粘滞作用。
2. 费马原理,即液体静力学原理:自由液面上任意一点静压等于在该点以液面垂线作顶点,液体重力为边的三角形的重力除以三个顶点的横截面面积。
实验步骤:1. 将所需要的装置连接成图1所示的液体压力测量系统。
2. 测量U形水管的量程:将大盆子里装满水,用U形水管吸取水后将其倒到小盆子中,调整大盆子与小盆子之间的高度差,使两个水面相等。
3. 测量水柱高度H与宽度B,用相应的测量工具,记录数据。
4. 用分压计测量压力P,读取相应的数据。
6. 将水平销插入液压机筒体的相应孔内,在液压机上装置相应的曲轴,使其功效达到最大值。
7. 测量重力Gmax和重力Gmin,记录数据。
1. 测量水柱高度H和宽度B的平均值,计算液位高度差h,用该数据计算液体的体积V。
2. 计算液体重力G和液柱断面积S的乘积,得到液体重力矩M。
3. 按照费马原理计算液体静力作用力F。
4. 将测量得到的压力P与费马原理计算得到的液体静力作用力F相比较,检查实验的准确度。
实验结果:1. 测量值:H=120mm,B=75mm,P=40kPa,Gmax=2.8kg,Gmin=1.8kg;2. 计算值:h=9.6mm,V=45.0cm³,S=0.004427m²,G=1.764N,M=0.390N•m,F=88.16N。
3. 检查实验准确度:ΔP=0.40kg/cm²,ΔF=0.816N,误差<2%,实验结果合理。
结论:通过本实验,我们增加了对流体静力学原理的认识,掌握了液体压力的测量方法与技巧。
在实验过程中,我们深入理解了费马原理的内涵,认识到液体的压力作用力是由其压力平衡而产生的,为实际应用奠定了基础。
流体静力学实验报告实验目的,通过流体静力学实验,掌握流体静力学的基本原理和实验方法,加深对流体静力学的理论知识的理解,提高实验操作能力和数据处理能力。
一、实验原理。
1. 流体静压力。
流体静压力是指流体在静止状态下由于重力作用所产生的压力。
在重力场中,流体的静压力是与深度成正比的,即P = ρgh,其中P为静压力,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为流体的深度。
2. 斯蒂芬定律。
斯蒂芬定律是描述流体静力学的重要定律之一,它规定了流体中的静压力随深度的增加而增加。
斯蒂芬定律的数学表达式为P = ρgh,其中P为静压力,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为流体的深度。
二、实验仪器与设备。
1. 水槽,用于放置流体,观察流体静压力的变化。
2. 液压传感器,用于测量流体静压力的大小。
3. 液压传感器连接线,用于将液压传感器与数据采集仪器连接。
三、实验步骤。
1. 将水槽中注满水,使水深适中。
2. 将液压传感器放置于水槽底部,使其与水接触。
3. 连接液压传感器与数据采集仪器,并进行校准。
4. 通过数据采集仪器记录不同深度下的流体静压力值。
5. 根据实验数据,绘制流体静压力与深度的关系曲线。
四、实验数据处理与分析。
根据实验记录的数据,我们可以得到不同深度下的流体静压力值。
通过绘制流体静压力与深度的关系曲线,我们可以直观地观察到斯蒂芬定律的成立。
实验结果表明,流体静压力与深度成正比,符合斯蒂芬定律的描述。
五、实验结论。
通过本次流体静力学实验,我们深入理解了流体静压力的基本原理和斯蒂芬定律的规律性。
实验结果验证了斯蒂芬定律的成立,加深了我们对流体静力学的理论知识的理解。
六、实验总结。
本次实验通过实际操作和数据处理,使我们对流体静力学的理论知识有了更深入的认识,提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。
同时,也增强了我们对流体静力学实验的兴趣和探索欲望。
七、实验改进。
在今后的实验中,我们可以增加不同流体和不同深度的实验数据,进一步验证斯蒂芬定律的普适性,提高实验的全面性和可靠性。
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。
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;8. U形测压管;9. 油柱;10. 水柱;11. 减压放水阀图1-1 流体静力学实验装置图三、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: pz γ+=const (1-1-1a )形式二:h pp γ+=o(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,以下同);p 0————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1-2),取油水界面为等压面时,有: 另当U 形管中水面与油面齐平(见图1-3),取油水界面为等压面时,有:H ==γγ01w01h p (1-1-2)H =+γγ0w 02H p 即 H h p w02w02γγγ——H == (1-1-3)图1-2 图1-3由式(1-1-2)、式(1-1-3)两式联立可解得:h h H 21+=代入式(1-1-2)可得油的相对密度o d 为:hh hd 211w00+==γγ (1-1-4)根据式(1-1-4),可以用仪器(不用额外尺子)直接测得o d . 四、实验要求1.记录有关常数 实验装置编号No. 2各测点的标尺读数为:B ∇= 2.1 -210m ⨯;C ∇= - 2.9 -210m ⨯;D ∇= - 5.9 -210m ⨯;基准面选在 测压管2零读数所在平面 ; C z = - 2.9 -210m ⨯;D z = - 5.9-210m ⨯;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(pz γ+)是否为常数。
一、实验背景静力学实验是工程流体力学及水力学领域的基础实验之一,通过实验验证静力学基本原理,加深对流体静力学现象的理解。
本次实验主要验证了流体静力学基本方程,研究了位置水头、压力水头和测压管水头的关系,并观察了真空度的产生过程。
二、实验目的1.验证流体静力学基本方程;2.研究位置水头、压力水头和测压管水头的关系;3.观察真空度的产生过程;4.提高解决静力学实际问题的能力。
三、实验方法本次实验采用流体静力学实验装置,包括测压管、连通管、通气阀、加压打气球、真空测压管、截止阀、U型测压管、油柱、水柱和减压放水阀等。
实验步骤如下:1.连接实验装置,确保各部分连接牢固;2.将水箱注满水,并打开通气阀,使装置内部气压平衡;3.记录各测点B、C、D的标高,并计算相对位置高度zC、zC、zD;4.调整连通管两端液面高度,使测压管液面保持水平;5.打开加压打气球,逐步增加压力,观察各测点液面变化;6.记录各测点液面高度,计算压力水头、位置水头和测压管水头;7.关闭加压打气球,观察真空度产生过程;8.计算油的相对密度。
四、实验结果分析1.验证流体静力学基本方程通过实验数据计算,验证了流体静力学基本方程p=ρgh在本次实验中成立。
在实验过程中,测点B、C、D的静水压强与理论计算值基本一致,证明了该方程的正确性。
2.研究位置水头、压力水头和测压管水头的关系实验结果表明,位置水头、压力水头和测压管水头之间存在以下关系:(1)位置水头:表示被测点在基准面的相对位置高度,与被测点在液体中的深度成正比;(2)压力水头:表示被测点的静水压强,与被测点在液体中的深度和液体容重成正比;(3)测压管水头:表示静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度,与被测点的压力水头和位置水头之和相等。
3.观察真空度的产生过程在实验过程中,随着加压打气球的逐步加压,测压管液面逐渐上升,当压力超过大气压时,测压管液面开始下降,形成真空区域。
实验结果表明,真空度产生的原因是液体内部压力低于大气压。
课时:2课时教学目标:1. 让学生掌握流体静力学的基本概念和基本定律;2. 使学生能够运用流体静力学原理解决实际问题;3. 培养学生的科学思维和创新能力。
教学内容:1. 流体静力学基本概念;2. 流体静力学基本定律;3. 流体静力学应用实例。
教学过程:第一课时一、导入1. 回顾流体力学的基本概念,如流体、流体静力学等;2. 引出流体静力学的基本定律。
二、教学内容1. 流体静力学基本概念(1)流体的定义、分类、性质;(2)流体的静压力、静压力分布规律;(3)流体的质量、密度、比重等物理量;(4)流体静力学坐标系。
2. 流体静力学基本定律(1)帕斯卡定律;(2)流体静力学平衡微分方程;(3)流体静力学基本方程。
三、教学活动1. 讲解流体静力学基本概念和基本定律;2. 通过实例分析,让学生了解流体静力学在工程中的应用。
四、作业布置1. 完成课后习题,巩固所学知识;2. 查阅相关资料,了解流体静力学在工程中的应用。
第二课时一、复习导入1. 复习流体静力学基本概念和基本定律;2. 引出流体静力学应用实例。
二、教学内容1. 流体静力学应用实例(1)液压系统;(2)船舶浮力;(3)水坝设计;(4)管道压力计算。
2. 流体静力学计算方法(1)流体静压力计算;(2)流体静力学平衡微分方程的应用;(3)流体静力学基本方程的应用。
三、教学活动1. 讲解流体静力学应用实例和计算方法;2. 通过实例分析,让学生了解流体静力学在实际工程中的应用。
四、作业布置1. 完成课后习题,巩固所学知识;2. 查阅相关资料,了解流体静力学在工程中的应用。
教学评价:1. 课堂表现:观察学生在课堂上的学习态度、参与程度;2. 作业完成情况:检查学生课后作业的完成质量;3. 实践能力:通过实际案例分析,评估学生运用流体静力学原理解决实际问题的能力。
流体静力学实验报告一、实验目的1.了解流体的静压力和压强的概念与计算方法。
2.掌握流体静力学实验的基本原理和操作方法。
3.学会使用测压仪器进行流体静力学实验的测量。
二、实验仪器与装置1.测压仪器:压力表2.供水装置:包括水槽、水泵等3.测压管:用于检测流体中的压力变化4.流体容器:用于装载水样品或其他流体5.其他辅助装置:如测量尺、取样器等三、实验原理流体静力学研究流体静止时的力学性质,包括静压力、压强等。
其中,静压力是指流体所施加的垂直于其上表面的力与单位面积之商,用公式表示为P=F/A,其中P为静压力,F为所施加的垂直于上表面的力,A为单位面积。
压强则是指在流体中其中一点上的压力与该点的垂直于周围曲面的面积之商,计算公式为p=F/S,其中p为压强,F为该点上的压力,S为垂直于该点的周围曲面的面积。
四、实验步骤1.准备工作:检查实验仪器与装置的完整性与正常工作状态。
2.测量静压力:将压力表与流体容器连接,将流体容器置于水槽中,打开水泵,调节水泵流量,记录不同液位下压力表上的压强值。
3.测量压强:使用取样器从流体容器中取出一定体积的流体样品,将流体样品倒入测压管中,然后用压力表测量测压管上的压强。
4.计算数据:根据实验原理,计算出实验过程中测得的静压力与压强的数值。
五、实验结果根据实验数据计算可得,在不同液位下的压强分别为:液位1:0.5m液位2:1m,压强为4000Pa液位3:1.5m,压强为6000Pa六、实验数据分析通过本次实验,我们可以发现液体的压强与液位高度成正比关系。
当液位上升时,液体的压强也随之增大。
这是因为液体受到重力作用,使液体分子间产生压力,同样作用于容器内的其他液体分子上,从而产生压强。
七、实验心得通过这次流体静力学实验,我深刻认识到了流体静力学的重要性,并掌握了实验操作的方法。
实验过程中需要仔细观察与记录实验数据,同时在数据的计算与分析中更加注重细致与准确。
通过实验,我对流体静力学的概念和计算方法有了更深入的了解,这对后续的学习与研究带来了很大的帮助。
实验报告:流体静力学实验一、实验目的1、掌握用测压管测定流体静压强的技能。
2、验证不可压缩流体静力学基本方程。
3、通过对流体静力学现象的实验分析,进一步加深基本概念的理解,提高解决静力学实验问题的能力。
二、实验原理重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为:c z gp=+ρ 式中:z 为单位重量液体的位能,也称位置水头;p/ρg 为单位重量液体的压能,也称压强水头。
如果自由表面压强p 0与当地大气压p a 压强相等时,液体内任一点相对压强可表示为:gh p ρ= 式中:h 为液体自由表面下任一点液体深度。
三、实验装置1-水箱 4-上水阀 7-调节水箱12 3 4 5123 456789减压常压升压箱体图1图22-气阀5-水泵8-A、B孔3-进水阀6-上水管路9-测压管(1-5)图1为实际实验仪器图,图2为实验仪器内部构造示意图。
图2中左侧水箱及调节水箱部分在图1中封闭在左侧的箱体内。
水箱内液面压强的大小通过箱体面板上减压、常压、升压三个按钮来改变。
四、实验步骤1、记录A、B点位置标高。
2、打开电源开关,按下减压按钮,同时观察测压管,使水箱形成一定的负压,然后松开按钮,待测压管水位稳定后,读取1~5号测压管读数。
3、按下常压按钮,同时观察测压管,使水箱为常压状态,然后松开按钮。
4、按下升压按钮,同时观察测压管,使水箱形成一定的正压,然后松开按钮,待测压管水位稳定后,读取1~5号测压管读数。
5、按下常压按钮,使水箱液面恢复常压状态,关闭电源。
五、实验原始记录1、记录有关常数A点位置标高=0 ㎝, B点位置标高= 3 ㎝2、记录测量值管号次数各测压管液面标高读数(㎝)1 2 3 4 51 p0>p a175.0 325.7 258.1 180.2 237.52 p0<p a263.0 274.5 310.0 263.8 232.0六、实验数据计算1、计算在上述两次测定(p0>p a和p0<p a)中的A点、B点及水箱液面的绝对压强和相对压强。
流体静力学实验实验报告 PDF实验目的:1. 通过实验观察和测量不同液体的静水压力和浮力;2. 理解和掌握浮力和浮力中心的概念;3. 掌握利用古代构造泊松法测量液体的密度和密度不均匀性的方法。
实验仪器:1. 静水压力计2. 称重器3. 密度计(古代构造泊松法)实验原理:1. 浮力原理每个物体都可以被认为沉浮于液体中,通过液体对物体的作用力,即为浮力,它具有垂直于浮体的液体中心的方向。
当物体沉浸在液体中时,浮力的大小等于排挤的液体的重量。
2. 杨氏原理液体在静力学中的压力是一个由液体对于静止物体的作用力组成的量,这个量是沿着所有点的垂直于物体表面的方向分布的。
因此,如果在液体表面上划分出一个小面积DeltaA,并以P表示压力在作用面上的水平分量,那么小面积所受到的力就是P·DeltaA。
3. 理论推导静水压力计通过在测量目标点周围放置一个大量的孔洞,并将孔洞连接在一起,形成一个大的、密封的A区域。
当静水压在A区中时,会通过液体在A区域中流动的压力波在A 区域中产生一个静压力p。
液体中的每个点都受到一个等于液体中相邻点处的压力的力。
这些彼此平衡的力,使液体中不存在加速度(即没有惯性力),流体内的相邻部分不存在异位的相对运动。
根据Pascal定律,“在一个静止的流体或气体中施加的压力是均匀的,在相同的高度每个点受到的压力相同。
”即在一个正常的锥形器具中,液体受到的静力与锥形底部受到的压力相等。
根据A1h1=A2h2可以得到测量体的静水压力的公式,式中A1为压力区域的面积,h1为压力区域的高度;A2为测量体的压力区域面积,h2为测量压力区域的高度。
实验步骤:第一部分:测定水的静水压力和浮力1. 将静水压力计放入足够深的水中,调整到读数为零,记录所在液面位置。
2. 将一定量的水倒入一个透明的容器中,并将一个圆柱形的物体放入其中。
测量此时的液面位置,并记录圆柱形物体的重量w。
3. 将圆柱形物体悬浮在水中,并将静水压力计的头部放置于圆柱形物体顶部。
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:学号:姓名:教师:同组者:实验一、流体静力学实验一、实验目的:填空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1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。
1. 测压管;2. 带标尺的测压管;3. 连通管;4. 通气阀;5. 加压打起球;6. 真空测压管;7. 截止阀;8. U形测压管;9. 油柱;10. 水柱;11. 减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图2、说明1.所有测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 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 ∇亦为B z 、C z 、D z ;3.本仪器中所有阀门旋柄 以顺 管轴线为开。
三、实验原理 在横线上正确写出以下公式1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 形式之一:z+p/γ=const (1-1-1a )形式之二:h p p γ+=0 (1-1b )式中 z ——被测点在基准面以上的位置高度;p ——被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同; 0p ——水箱中液面的表面压强; γ——液体重度;h ——被测点的液体深度。
2. 油密度测量原理当U 型管中水面与油水界面齐平(图1-1-2),取其顶面为等压面,有01w 1o p h Hγγ== (1-1-2)另当U 型管中水面和油面齐平(图1-1-3),取其油水界面为等压面,则有即02w 2o w p h H H γγγ=-=- (1-1-3)图1-1-2 图1-1-3由(1-1-2)、(1-1-3)两式联解可得: 代入式(1-1-2)得油的相对密度o d1o o12wh dh h γγ==+ (1-1-4)根据式(1-1-4),可以用仪器(不用额外尺子)直接测得o d 。
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。