流体静力学实验仪装置

㈠ 流体静力学实验,同一静止液体内的测压管水头线是根什么线

测压管水头是静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。x0dx0a测压管水头线指测压管液面的连线。x0dx0a从实测数据或实验直接观察可知，x0dx0a同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

㈡ 简述应用流体静力学基本方程式计算时，选取等压面的条件

压面的条件：

1、传递定律由知，po 改变时，液体内部各点的压强也以同样大小变化，即液面上方的压强能以同，大小传递到液体内部的任一点（帕斯卡原理）。

2、流体静力学原理应用非常广泛，它是连通器和液柱压差计工作原理的基础，还用于容器内液位的测量，液封装置等。

(2)流体静力学实验仪装置扩展阅读

1、指示液要求： 与被测流体密度不同，不互溶，不反应，且易于观察。

2、压强或压强差的测量：液柱压差计——利用流体静力学原理测量流体压强或压强差的仪器。

3、特殊地：若差压计的一端与被测流体相连，另一端与大气相通，则显示值是测点处流体的绝对压强与大气压强之差，即为表压强或真空度。

4、指示液要求：A、C不互溶，不起化学反应，B与C亦不互溶，且A、C密度差越小，R值就越大，读数精度也越高。

㈢ 　流体静力学

流体静力学是研究流体在静止或平衡时的规律，以及这些规律的应用。静止流体不显示内部摩擦力，不考虑粘度问题。

一、流体的静压强

流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体压力强度，亦称为流体的静压强，简称压强，其表达式为

非金属矿产加工机械设备

式中p_s——流体的静压强（N/m²）；

p——垂直作用于流体表面上的压力（N）；

A——作用面的面积（m²）。

在SI单位中，压强的单位是N/m²，称为帕斯卡，以Pa表示，过去常采用其它单位，如atm（物理大气压）、某流体柱高度、bar（巴）或kgf/cm²等，它们之间的换算关系为：

1atm＝1.033kgf/cm²＝760mm Hg（汞柱）＝10.33m H₂O（水柱）＝1.0133bar＝1.0133×10m⁵N/m²

工程上为了使用和换算方便，常将1kgf/cm²，称为1工程大气压。

于是

1kgf/cm²＝735.6mm Hg＝10m H₂0＝0.9807 bar＝9.807×10⁴N/m²

流体的压强，除用不同的单位来计量外，还可以用不同的方法来表示。

以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强，是流体的真实压强。

流体的压强可用测压仪表来测量。当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强，即：

表压强＝绝对压强-大气压强

当被测流体的绝对压强小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值，称为真空度，即：

真空度＝大气压强-绝对压强

显然，设备内流体的绝对压强愈低，它的真空度就愈高。真空度又是表压强的负值，例如，真空度为600mm Hg，则表压强是-600mm Hg。

绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图1-2表示。

图1-2绝对压强、表压强与真空度之间的关系

为了避免不必要的错误，压强数值用表压或真空度表示时，必须在其单位后加括号说明。如2000N/m²（表压）、400mm Hg（真空度）等。如果没有注明，即为绝对压强。

按照国家规定，我国企业现在生产的压力表均以千帕（kPa）、兆帕（MPa）表示，废除了kgf/cm²的表示。

二、流体静力学基本方程式

静止的流体，是在容器限制的条件下达到静止平衡，因而处于相对静止状态。受重力的作用，静止流体内部各点的压力是不同的。现在我们来研究静止流体内部压力变化的规律。

图1-3所示的容器内盛有密度为ρ的静止液体，在液体内部任意划出一底面积为A的垂直液柱。若以容器底为基准水平面，则液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为z₁和z₂。

图1-3流体静力学基本方程式的推导

在垂直方向上作用于液柱上的力有：

（1）作用于上底面的压力F₁；

（2）作用于下底面的压力F₂；

（3）作用于整个液柱的重力W＝ρgA（z₁-z₂）。

由于流体静压力的方向总是和作用面相垂直且指向该作用面，所以F₁的方向必然是垂直向下，F₂是垂直向上，而重力的方向自然是垂直向下，取向上的作用力为正值。

液柱处于静止状态时，在垂直方向上各力的代数和应为零，即：

F₂-F₁-ρgA（z₁-z₂）＝0

把上式各项除以A，又因

；

。于是上式便可整理为：

非金属矿产加工机械设备

为了讨论方便，对式（1-12）进行适当的变换，即将液柱的上底面取在容器的液面上，设液面上方的压强为p₀，下底面取在距液面任意距离h处，作用于其上的压强为p₀，则p₁＝p₀,p₂＝p,z₁-z₂＝h，于是式1-12可改写为：

非金属矿产加工机械设备

式（1-12）及（1-12a）称为流体静力学基本方程式，说明在重力作用下，静止液体内部压强的变化规律。由式（1-12a）可见：

（1）当容器液面上方的压强p₀一定时，静止液体内部任一点压强p的大小与液体本身的密度ρ和该点距液面的深度h有关。因此，在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。

（2）当液面上方的压强p₀有改变时，液体内部各点的压强p也发生同样大小的改变。

（3）式（1-12a）可改写为：

非金属矿产加工机械设备

上式说明，压强差的大小可以用一定高度的液体柱来表示。由此可以引伸出压强的大小也可用一定高度的液体柱表示，这就是前面所介绍的压强可以用mm Hg、mH₂O等单位来计量的依据。当用液柱高度表示压强或压强差时，必须注明是何种液体，否则就失去了意义。

静力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用于气体。值得注意的是：式（1-12）或（1-12a）只适用于连通着的同一种流体内部，因为它们是根据静止的同一种连续的液柱导出的。

三、流体静力学基本方程式的应用

（一）液柱压强计（U型管压差计）

常用的U型管压差计的结构如图1-4所示。在U型的玻璃管内，装有液体A，称为指示液。指示液的密度应大于被测流体，要与被测流体不互溶，且不起化学作用。这种压强计，可用来测一点的压强，或两点的压强差。

图1-4U形管压差计

将U型管的两端分别与测压点1、2相连接，如果这两点的压强p₁和p₂不等（图中p₁＞p₂），则指示液在U型管两侧出现液面高差R，在低压侧的液面比高压侧高。R值越大，两点压强差就越大。由R和指示液的密度ρ_示可求得p₁和p₂之间的差值。（p₁-p₂）与R、ρ_示的关系，可根据流体静力学基本方程式求得。

在U型管下部的液体是指示液，其密度为ρ_示，上部为被测流体，其密度为p₀。图中3、4两点的静压强是相等的，因为这两点都在连通着的同一种静止流体（指示液）内，并且在同一个水平面上。1、2两点虽然在同一水平面上，但不在连通着的同一种静止流体内，所以1、2两点的压强不相等。通过p₃＝p₄这个关系，便可求出p₁-p₂值。

根据流体静力学基本方程式，从U型管左侧来计算，可得

p₃＝p₁＋（h+R）p₀g

同理，从U型管的右侧计算，可得

p₄＝p₂+hρ₀g+Rρ_示g

因为p₃＝p₄

所以p₁＋（h+R）ρ₀g＝p₂+hρ₀g+Rρ_示g

简化上式，得

由式（1-13）可知，（p₁-p₂）只与读数R和两流体的密度差有关。在测一定的压差值p₁-p₂时，（ρ_示-p₀）数值越小，则读数R越大。为了使读数R值大小适当，应选用密度适宜的指示液。常用的指示液有水银、四氯化碳、水、煤油等。

（二）液位的测量

在工厂中经常要了解容器里液体的贮存量，或需要控制设备里的液面，因此要进行液位的测量。大多数液位计的作用原理均遵循静止液体内部压强变化的规律。

最原始的液位计是于容器底部壁及液面上方器壁处各开一小孔，两孔间用玻璃管相连。玻璃管内所示的液面高度即为容器内的液面高度。这个结构易于破损，而且不便于远处观测。下面介绍利用液柱压差计测量液位的方法。

如图1-5所示，于容器或设备1外边设一个称为平衡器的小室2，里面所装的液体与容器里的相同，平衡器里液面的高度维持在容器液面允许到达的最大高度处。用一装有指示液的U管压差计3把容器与平衡器连通起来，由压差计读数R便可换算出容器里的液面高度。容器里的液面达到最大的高度时，压差计读数为零，液面愈低，压差计的读数愈大。

图1-5压差法测量液位

1-容器；2-平衡器的小室；3-U形管压差计

㈣ 流体静力学实验,同一静止液体内的测压管水头线是根什么线

测压管水头是静水力学实验仪显示的测压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.
从实测数据或实验直接观察可知,
同一静止液面的测压管水头线是一根水平线.

㈤ 打点滴的时候利用的流体静力学原理叫什么

伯努利原理。流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。

㈥ 流体静力学实验中，欲使容器中的压强为最大应如何操作

你所说公式中的p到底是绝对压强还是表压强，这个完全取决于公式中的那个基准压强p0是绝对压强还是表压强，二者一致就可以。反正二者就差一个大气压，等式两边加上还是减去一个大气压值，等式依然成立。
至于第二个问题，我个人觉得，表压强是基于大气压的压强，所谓以表压为基准，应该就是以大气压强为0压强的意思吧。。。
个人意见，仅供参考。

㈦ 安徽理工大学地球与环境学院的实验室建设

是根据地质工程、环境工程、以及资源环境与城乡规划管理专业的要求而设立的专专业基础实验属室。实验室主要为学生开设流体静力学、流体动力学和多孔介质渗透动力学实验等内容，目的为学生进一步巩固和加深对理论的理解，培养学生的实践能力和创新能力。
本实验室主要仪器设备有：渗透仪、水静压强仪、流体力学综合实验台、雷诺仪以及非稳定流达西仪、能量方程仪、流态演示仪和无压条件下渗流实验装置，自动化水位监测系统装置。水动力学实验室(1)主要为流体力学实验；水动力学实验室(2)主要为渗流力学实验。
实验室承担以上三个专业本科生实验教学，为开设的《工程流体力学》、《地下水动力学》、《水文地质学基础》等课程服务。
除完成日常教学工作外，本实验室还开设《地下水动力学开放性实验》，通过该项实践活动，不仅培养了学生对地下水渗流运动基本规律敏锐观察和分析力，也为启迪新思想，创建新方法，造就高素质新型人才奠定基础。

㈧ 流体静力学原理的内容是什么

流体静力学是研究流体在外力作用下处于平衡的规律的科学。
流体静力学主要研究下列基本问题：静止液体内的压力(压强)分布，压力对器壁的作用，分布在平面或曲面上的压力的合力及其作用点，物体受到的浮力和浮力的作用点，浮体的稳定性以及静止气体的压力分布、密度分布和温度分布等。从广义上说，流体静力学还包括流体处于相对静止的情形，例如盛有液体的容器绕一垂直轴线做匀速旋转时的自由表面为旋转抛物面就是一例。
人们在航空飞行，设计水坝、闸门等许多水工结构以及液压驱动装置和高压容器时，都需要应用流体静力学的知识。