《流体静力学》实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育工程流体力学实验报告学生姓名：学号：年级专业层次：15秋油气开采技术高起专学习中心：胜利油田纯梁教学服务站提交时间：2016年12月7日实验名称流体静力学实验实验形式在线模拟+现场实践提交形式提交电子版实验报告一、实验目的掌握用液式测压计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，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解；观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解；测定油的相对密度；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、实验原理1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一：（1-1a）形式之二：P=P0+γh（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；P0——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1-2），取其顶面为等压面，有P01=γwh1=γ0HP01（1-2）另当U型管中水面和油面齐平（图1-3），取其油水界面为等压面，则有P02+γwH=γ0H即P02=-γwh2=γ0H-γwH（1-3）由（1-2）、（1-3）两式联解可得：代入式（1-2）得油的相对密度（1-4）据此可用仪器（不用另外尺）直接测得。流型判别方法(奥齐思泽斯基方法)：三、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.真空测压管；5.U型测压管；6.通气阀；7.加压打气球；8.截止阀；9.油柱；10.水柱；11.减压放水阀说明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、、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、、亦为、、；3．本仪器中所有阀门旋柄顺管轴线为开。四、实验步骤1．搞清仪器组成及其用法。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：开启筒底阀11放水；（4）检查仪器是否密封加压后检查测管l、2、5液面高程是否恒定。若下降，表明漏气，应查明原因并加以处理。2．记录仪器编号、各常数。3．实验操作，记录并处理实验数据，见表1-1和表1-2。4．量测点静压强。（1）打开通气阀6（此时），记录水箱液面标高和测管2液面标高(此时)；（2）关闭通气阀6及截止阀8，加压使之形成，测记及；（3）打开放水阀11，使之形成（要求其中一次，即），测记及。5．测出测压管4插入小水杯中的深度。6．测定油的相对密度。（1）开启通气阀6，测记；（2）关闭通气阀6，打气加压()，微调放气螺母使U形管中水面与油水交界面齐平(图1-2)，测记及(此过程反复进行3次)。（3）打开通气阀，待液面稳定后，关闭所有阀门；然后开启放水阀11降压()，使U形管中的水面与油面齐平(图1-3)，测记(此过程亦反复进行3次)。五、实验报告处理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．当时，试根据记录数据确定水箱内的真空区域。答：当时，即PB/γ0，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。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。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。