工作总结

02静水压强量测实验报告

时间:2020-11-15 13:10:27  作者:  阅读:

静水压强量测实验报告

一、实验原理

1.根据流体平衡规律,在重力场中静止液体的压强分布可表示为:

Cgpz  , 即在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。

2.测压管的一端接大气,这样就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律,可知连通的静止液体区域中任何一点的压强,包括测点处的压强。这就是测压管量测静水压的原理。

3.压强水头gp和位置水头 z 之间的互相转换,决定了液柱高和压差的对应关系:h g p    .在压差相同的情况下,不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定液体的重度。

二、实验装置

1.在一全透明密封有机玻璃箱内注水,并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连,调压筒的顶部与大气连通。水箱顶部装有排气阀 K 1 ,另从孔口 K 2 接出管子与测压排中的三个 U 形比压计中的测管 1,3,5 相通,U 形比压计 1-2 与水箱不连通,内装液体为未知液体,未知可能大于水的密度也可能小于水的密度,U 形比压计 3-4、5-6 在测点 A 和 B(底部)与水箱接通。从开关 K 3 接出的管子插入另一容器中的染色水中。

打开 K 1 时,水箱内液体的表面压强为大气压,当 K 1 关闭时,可通过升降调压筒调节水箱内液体的表面压强,使它高于或低于大气压。

实验设备简图:

三、实验目的和要求

1. 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测管水头的概念。

2. 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测管水头的概念。

3. 验证静止液体中,不同点对于同一基准面的测压管水头为常数,即 Cgpz  。

4. 实测静水压强,掌握静水压强的测量方法。

5. 观察真空现象,加深对真空压强、真空度的理解。

6 6. . 测定未知液体的重度。

四 、实验步骤 7. 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。

8. 熟悉仪器,测记有关常数。

9. 将调压筒放置适当高度,打开排气阀 K 1 ,使水箱内的液面与大气相通,此时液面压强p 0 =p a

.待水面稳定后,观察各测管中的液面位置,以验证等压面原理。

10. 关闭排气阀 K 1 ,将调压筒升高至最高位置。此时水箱内液面压强 p 0 >p a

,观察各测点压差计的压差变化,并测记各测管的液面标高,完成第一次实验。将调压筒稍稍降低,再做两次实验,并测记各测管的液面标高,确保前三组实验的圆桶内部压力大于外界大气压。

11. 继续将调压筒降低至三个不同的位置,确保在后三组实验中,水箱内液面压强 p 0

.观察各测点压差计的压差变化,并测量记录各测管的液面标高,确保后三组实验的圆桶内部压力大于外界大气压。

五 、实验数据与处理

仪器编号:

5

有关常数:A 点高程 A =

9.7

cm,B 点高程 B =

0

cm,水 = 1.0×10 -3

kg/cm 3

测管液面高程读数记录

工况 测次 1

(cm) 2

(cm) 3

(cm) 4

(cm) 5

(cm) 6

(cm) 0(Kpa)

1

4.65

15.31

23.05 39.95

22.95 39.70

1.9 p p a0  2

6.40

13.30

22.90

34.09 22.85

33.90 1.3

3

9.00

10.71

22.80

25.65 22.60

25.50 0.5

1

11.35

8.45

22.65

17.90 22.50

18.31 -0.5 p p a0  2

13.30

6.53

22.50

12.50 22.40

12.48 -1.1

3

15.02

4.81 22.40

7.20 22.30

7.16 -1.5

实验结果:

静水压强量测结果

工况 测次 ) (5 6 0    g p水(N/cm 2 ) ) (A Ag p    6 水 (N/cm 2 ) ) (B Bg p    6 水 (N/cm 2 ) 1 25 6水 未知        (kg/cm 3 )

1 0.16 0.29 0.39 0.0016 p p a0  2 0.11 0.24 0.33 0.0016

3 0.03 0.15 0.25 0.0017

1 -0.04 0.08 0.18 0.0014 p p a0  2 -0.10 0.03 0.12 0.0015

3 -0.15 -0.02 0.07 0.0015

六 、分析思考题

1.重力作用下的静止液体压强分布的基本规律是什么?从实验结果举例说明。

2.如何利用测压管量测静止液体中任意一点的压强(包括液面压强)? 3.相对压强与绝对压强、相对压强与真空是什么关系? 4.表面压强0p的改变,基准面 O-O 线位置的改变,对 A、B 两点的位置水头与压强水头有什么影响? 解:以水中的点为研究对象,水面压力对其受到的压力没有影响,因为改点各个方向均受到了传递过来的水面压力、相互抵消了。同理,以水底的点为研究对象,水对点造成的压力要加上水面压力。压强单位 Pa,水头也用于度量压强大小,单位 m。

5.如何选取等压面?U 形比压计 1-2(装油)与 U 形比压计 3-4(装水)中位于同一水平面上的液体测点压强是否相同? 6.U形比压计 3-4 和 U形比压计 5-6 在量测静水压时的作用是否相同?能否省略其中的一个? 解:U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 在量测静水压时的作用不相同。不能省略其中的一个。

7.如果水箱和调压筒液面也有标尺显示,能否将 U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 都省略? 解:不能省略。

8.试分析产生量测误差的原因,并指出在实验中应该采取哪些措施尽可能减小误差。

风格很统一。

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