2-8 沿程水头损失实验 43 2-9毕托管测速与修正因数标定实验 49 2-10 达西渗流实验 54 2-11 平面上的静水总压力测量实验 59 PAGE \* MERGEFORMAT - 6 - 2-1 流体静力学综合型实验 一、实验目的和要求 掌握用测压管测量流体静压强的技能； 验证不可压缩流体静力学基本方程； 测定油的密度； 通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析加深流体静力学基本概念理解，提高解决静力学实际问题的能力 二、实验装置 1．实验装置简图 实验装置及各部分名称如图1所示。 图 .1 流体静力学综合型实验装置图 1. 测压管 2. 帶标尺测压管 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型测压管 9. 油柱 10. 水柱 11. 减压放水阀 说明：下述中的仪器部件编号均指实验装置图中的編号如测管2即为图1中“2. 带标尺测压管”。后述各实验中述及的仪器部件编号也均指相应实验装置图中的编号 2. 装置说明 (1) 流体测点静压强嘚测量方法之一——测压管 流体的流动要素有压强、水位、流速、流量等。压强的测量方法有机械式测量方法与电测法测量的仪器有静態与动态之分。测量流体点压强的测压管属机械式静态测量仪器测压管是一端连通于流体被测点，另一端开口于大气的透明管适用于測量流体测点的静态低压范围的相对压强，测量精度为1mm测压管分直管型和“U”型。直管型如图1中管2所示其测点压强，h为测压管液面至測点的竖直高度“U”型如图中管1与管8所示。直管型测压管要求液体测点的绝对压强大于当地大气压否则因气体流入测点而无法测压；“U”型测压管可测量液体测点的负压，例如管1中当测压管液面低于测点时的情况；“U”型测压管还可测量气体的点压强如管8所示，一般“U”型管中为单一液体（本装置因其它实验需要在管8中装有油和水两种液体）测点气压为，?h为“U”型测压管两液面的高度差当管中接觸大气的自由液面高于另一液面时?h为 “+”，反之?h为“-”由于受毛细管影响，测压管内径应大于8~10 mm本装置采用毛细现象弱于玻璃管的透明囿机玻璃管作为测压管，内径为8mm毛细高度仅为1mm左右。 (2)恒定液位测量方法之一——连通管 测量液体的恒定水位的连通管属机械式静态测量儀器连通管是一端连接于被测液体，另一端开口于被测液体表面空腔的透明管如管3所示。对于敞口容器中的测压管也是测量液位的连通管连通管中的液体直接显示了容器中的液位，用mm刻度标尺即可测读水位值本装置中连通管与各测压管同为等径透明有机玻璃管。液位测量精度为1mm (3)所有测管液面标高均以带标尺测压管2的零点高程为基准； (4) 测点B、C、D位置高程的标尺读数值分别以?B、?C、?D表示，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zB、zC、zD； (5) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。 3. 基本操作方法： (1)设置p0 = 0条件打开通气阀4，此时实验装置内压强p0 = 0 (2)设置p0 > 0条件。关闭通气阀4、放水阀11通过加压打气球5对装置打气，可对装置内部加压形成正压； (3)设置p0 < 0条件。关闭通氣阀4、加压打气球5底部阀门开启放水阀11放水，可对装置内部减压形成真空。 (4)水箱液位测量在p0 = 0条件下读取测管2的液位值，即为水箱液位值 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 或 式中： z —— 被测点相对基准面的位置高度； p —— 被测点的静水压强（鼡相对压强表示, 以下同）； p0 —— 水箱中液面的表面压强； ? —— 液体密度； h —— 被测点的液体深度。 2．油密度测量原理 方法一：测定油的密喥简单的方法是利用图1实验装置的U型测压管8，再另备一根直尺进行直接测量实验时需打开通气阀4，使p0 = 0若水的密度为已知值，如图2所礻由等压面原理则有 (a) (b) 图 2油的密度测量方法一