靜水力學實驗

29靜水力學試驗儀器說明與教學指導一、試驗裝置1.儀器裝置簡圖圖一流體靜力學試驗裝置圖1.測壓管2.帶標尺測壓管3.連通管4.真空測壓管5.U型測壓管6.通氣閥7.加壓打氣球8.截止閥9.油柱10.水柱11.減壓放水閥說明:(2)零讀數(shù)為基準；,則B、C、DZB、ZC、ZD；2.功能(2)驗證不行壓縮流體靜力學根本方程；(3)可供分析爭論馬利奧特容器的變液位下恒定流試驗及其他十余項定性、定量試驗。3.技術(shù)特性U型測壓管、倒虹吸真空度測壓管和連通管等組成；設有一帶刻度標尺的測壓管，可供各項定量試驗的測量,示值精0.1cm，(4)不需外接電源；(5)試驗儀專用試驗臺：長×寬=150cm×55cm。二、安裝使用說明安裝儀器拆箱以后，按圖檢查各個部件是否完好。先生疏各部800ml燒杯。注水、注油翻開加水橡皮塞往水箱內(nèi)注水，水質(zhì)要好，最好為1~2cm。1、2、5液面高程是封處理。清洗 久置后，水中污垢粘附于內(nèi)表，需清洗。清洗時，需拆下儀器底蓋，待清洗干凈后，重取一塊橡皮墊，涂上凡士林，粘貼在底板上，再裝好底蓋。日常保養(yǎng)儀器使用時間久后，橡皮管老化，可能導致試驗儀漏氣、滲水，需更換橡皮套管。更換時切勿硬拔，宜剪斷后再拆換；儀器切勿置于陽光照耀之下；上即可；假設閥門旋塞處滲漏，應取下旋塞加抹黃油，裝上即可；未使用時，加防塵罩，以防塵埃進入。修理 假設儀器密封性能不好，需檢查修理。氣處，即可查出漏氣點。5(a)、(c)兩點。三、教學指導設計思想試驗的目的，一是協(xié)作理論課教學，幫助理解把握教學學問；二是革的深入已更受留意了。靜水力學試驗儀的設計，是在深入分析靜水力學根本概念、根本方程、根本應用和根本量測等學問構(gòu)造根底上進展的，盡量把學問性、分析性融匯一體。把儀器作為載體，充分擴大學問信息量，努力讓學生在——靜水力學試驗課時，就能獲得一次“什么是力量培育”的高品位試驗表達。本試驗涉及的學問內(nèi)容；頭、壓強水頭、測管水頭、測壓管水頭線、等壓面等；根本方程Zp

const (1)p=p +h0

(2)為了驗證方程(1)，本試驗儀在同一箱體內(nèi)的任意二點C、D處各設(2)，本儀器設有可測量p0423；根本應用為敏捷應用測壓管，在本儀器中，設計有馬利奧特變液位下恒定流爭論生入學試題；根本測量6和放水2。為培育學生的試驗綜合測量分析力量，還特意設置了盛有油、水的U型管，要求在給定條件下分別試驗測量，并建立聯(lián)立方程求解，從而大大地加強了訓練力度。鑒于以上設計思路，我們設計并研制出了這套全有機玻璃的、功能內(nèi)外推廣使用，并能完全滿足上述教學要求。試驗原理圖二 圖三在重力作用下不行壓縮流體靜力學根本方程Zp

const

(1)或 p=p0式中：

+h

(2)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——水箱中液面的外表壓強；——液體容重；h被測點的液體深度。另對裝有水、油(如圖二及圖三)U型測管，應用等壓面可得油的比S0有以下關(guān)系 hS 0 1

(3)0 hhw 1 2(不另用尺子)S0。試驗內(nèi)容。判別測壓管和連通管。,測壓管，當通氣閥關(guān)閉時，3管無自由液面是連通管。判別測壓管高度、壓強水頭、測壓管水頭和位置水頭。C點的壓強水頭DC點的位置水頭C點的測壓管水頭(ZC+pC/)。觀看測管水頭線。測壓管液面的連線就是測壓管水頭線。翻開通氣閥，1、2、3均為線是一根水平線。觀看正壓現(xiàn)象和真空現(xiàn)象。關(guān)閉通氣閥和4管上的截止閥，捏動打氣球?qū)ο潴w內(nèi)加壓，這時測用下，4管中的液面就會升到肯定高度，說明箱體內(nèi)消滅了真空。驗證靜水力學根本方程。先選定一個任意的水平面作為基準面，由于C、D兩點是水箱水體中的任意兩點，由觀看可知，C、D兩點測壓管的液面是水平面，又由于任意轉(zhuǎn)變箱體內(nèi)的壓強，結(jié)果仍一樣，因此有p pZ cZc DDconst利用測壓管測定點壓強。ppHC點的壓強水頭。0判別等壓面。p/為2cm左右，判別0以下幾個平面是不是等壓面；、2、5管及水箱中液體而言，這個水平面是不是等壓面？U水平面是不是等壓面？該水平面是不是等壓強？b、c是等壓面。在a1、2管及水箱中液體而言，它是等壓面，但相對管中的水或油來講，它都不是同一等壓面。測定箱體內(nèi)空氣的真空度。先利用標尺讀出水箱液面的標尺讀數(shù),再利用減壓放水閥放掉一h點水，使水箱內(nèi)產(chǎn)生真空。要測定其真空度，只要讀出測管讀數(shù)，即h有h =-。真空0 h確定箱體內(nèi)的真空區(qū)域。當測管液面低于水箱液面時，說明箱體內(nèi)消滅了真空，它的真空區(qū)的壓強均小于大氣壓強，也就是說，該等壓面以上均為真空區(qū)域。外表以下某一高度。測定油的容重。p=0，量出油柱高度和油水交界面以上的水柱高度，便可求得。0 油另一種方法是只用儀器本身的標尺管，按上述“試驗原理”中所提方法，測出。油觀看變水位下的恒定流現(xiàn)象。關(guān)閉各通氣閥門，翻開放水閥放水，稍候，可看到氣體從C孔進入誤認為是非恒定流。但實際上這是一股恒定水流。由于測壓管1的液面始終在C器。當箱內(nèi)液面降到C點高度以下，這股水流就變成了非恒定流。觀看箱體內(nèi)真空度變化。變水位下恒定流時，4管中的液柱就是箱體內(nèi)液面的真空高度，隨著水箱內(nèi)液面的下降，4管中的液柱高也會隨著下降。但短時間內(nèi)很難4管中液柱的這一變化規(guī)律，可讓學生觀看分析判定。油庫內(nèi)液面高度檢測器原理。1-12所示的油庫內(nèi)油面高度檢測器，可利用本試驗儀作演示。2中高出水箱液面h，即可得知小水杯(相當于油箱)中的液位高度，假設小h4插入小水杯中的深度。成果分析測壓管太細，對測壓管液面讀數(shù)造成的影響。成測量誤差，毛細高度由下式計算cosh dh為毛細上升。常溫(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm3。水與玻cos=1.0。于是有h29.7d

10mm時，毛細影響可略而不計。另外，當水質(zhì)不潔時，減小，毛細高度亦較凈水?。划敵惺苡袡C玻璃管作測壓管時，浸潤角h較一般玻璃管小。由于測量高、低壓強時均有毛細現(xiàn)象，但在計算壓差時，相互抵消了。H，p0=0時的水箱液面作為測量基準，試分析加氣增壓后，(H+)與視在壓強H的相對誤差值。本儀器測壓管內(nèi)徑為20cm。加壓后,水箱液面比基準面下降了1、2的液面各H，由水量平衡原理得2 d2H

D24 4則 d2( )2H D故 /H＝0.0032有H