CN201788610U - 静水压强实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种静水压强实验仪，包括在底座上的密闭容器、调压筒固定槽板和测管固定板，密闭容器的上端设有气门和压强传递管，压强传递管与通气道联通；调压筒固定槽板立面设置的调压筒通过固定螺栓在调压筒滑道上定位，调压筒与密闭容器的底板联通；测管固定板立面安装有测压管I、测压管II、连通管、U形测压管，测压管I、测压管II的上端开口与大气相通，测压管I的下端与密闭容器的中部联通，测压管II的下端与密闭容器的底部联通，U形测压管的一个开口与大气相通，U形测压管的另一个开口与通气道联通，连通管的上端通过通气道与密闭容器内的上部空腔联通，连通管的下端与密闭容器的底部联通。本实用新型体积小、结构简单，精度高。

Description

静水压强实验仪

技术领域

本实用新型属于流体力学技术领域，涉及一种静水压强实验仪。

背景技术

静水压强实验是流体力学(水力学)教学中必须的实验之一。国内外的静水压强实验教学仪器较多，外形尺寸多样。例如我国上海同翔科教设备有限公司研制的TXKJ-151型静水压强仪，该仪器是同类仪器中外形尺寸较大的仪器，长1.6m，宽0.4m，高1.9m。再如我国武汉科林高教学设备有限公司研制的KL-JSYQ-1型静水压强测量仪，该仪器的测压排、密闭容器和调压筒各自独立，中间用软管连接起来，其中密闭容器部分的长为0.2m，宽0.15m，高0.8m。再有我国浙江大学研制的静水压强仪，其调压部分是通过充气或放气来实现的。以上仪器的功能基本相同，不足之处在于：仪器要么体型笨重，外形比较粗糙，要么操作不便。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种静水压强实验仪，以解决现有仪器体型笨重、外形比较粗糙、以及操作不便的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种静水压强实验仪，包括安装在底座上的密闭容器、调压筒固定槽板和测管固定板，密闭容器的上端设置有气门和压强传递管，压强传递管与通气道联通；所述调压筒固定槽板立面设置有能上下滑动的调压筒，调压筒通过固定螺栓在调压筒滑道中定位，调压筒通过软管与密闭容器的底板联通；所述密闭容器和调压筒内部装有同样液体；所述测管固定板立面安装有测压管Ⅰ、测压管Ⅱ、连通管、U形测压管，测压管Ⅰ、测压管Ⅱ的上端开口与大气相通，测压管Ⅰ的下端开口与密闭容器的中部联通，测压管Ⅱ的下端开口与密闭容器的底部联通，U形测压管的一个开口与大气相通，U形测压管的另一个开口与通气道联通，连通管的上端开口通过通气道和压强传递管与密闭容器内的上部空腔联通，连通管的下端开口与密闭容器的底部联通。

本实用新型的静水压强实验仪，其特征还在于：所述密闭容器的上端设置有清洗盖，清洗盖设置有气门。

所述调压筒固定槽板和测管固定板的背面设置有支撑。

本实用新型的有益效果是：体积小、结构简单，功能齐全、精度高，便于操作，制造容易，便于携带。

附图说明

图1是本实用新型的静水压强实验仪的主视图；

图2是本实用新型的静水压强实验仪调压筒部分的侧视图；

图3是本实用新型的静水压强实验仪的俯视图。

图中，1.密闭容器，2.气门，3.清洗盖，4.调压筒，5.调压筒滑道，6.软管，7.调压筒固定槽板，8.固定螺栓，9.支撑，10.压强传递管，11.通气道，12.测压管Ⅰ，13.测压管Ⅱ，14.连通管，15.U形测压管，16.底座，17.测管固定板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1、图2、图3，本实用新型的静水压强实验仪的结构是，包括设置在底座16上的盛水密闭容器1、调压筒固定槽板7和测管固定板17，调压筒固定槽板7和测管固定板17的背面设置有支撑9，密闭容器1的上端设置有压强传递管10，和压强传递管10联通的通气道11以及清洗盖3，清洗盖3设置有气门2；调压筒固定槽板7上面设置有竖直的调压筒滑道5，调压筒滑道5中连接有可上下滑动的调压筒4，调压筒4内部装有液体，调压筒4通过固定螺栓8可以定位在调压筒滑道5的任意高度，调压筒4通过软管6与密闭容器1的底部联通。

测管固定板17立面安装有测压管Ⅰ12、测压管Ⅱ13、连通管14、U形测压管15，测压管Ⅰ12、测压管Ⅱ13的上端开口与大气相通，测压管Ⅰ12的下端开口与密闭容器1的中部联通，测压管Ⅱ13的下端开口与密闭容器1的底部联通，U形测压管15的一个开口与大气相通，U形测压管15的另一个开口与通气道11联通，连通管14的上端开口通过通气道11、压强传递管10与密闭容器1内的上部空腔联通，连通管14的下端开口与密闭容器1的底部联通；通气道11和连通管14以及U形测压管15的上端联通。

采用测压管Ⅰ12、测压管Ⅱ13双重结构可以直观的显示液面和验证静水压强的基本方程，采用U形管可以测量其它液体的重度。

本实用新型的静水压强实验仪的工作原理是：在重力作用下，处于静止状态下不可压缩的均质液体，其基本方程为：

$z_1+\frac{p_1}{\mathrm{\γ}}=z_2+\frac{p_2}{\mathrm{\γ}}=...=C---\left(1\right)$

式(1)中，z为单位重量液体相对于基准面的位置高度或称位置水头；p/γ为单位重量液体的压能或称压强水头；p为静止液体中任意点的压强；γ为水的重度；z+p/γ称为测压管水头。式(1)说明，静止液体中任一点的位置高度和该点压强的液柱高度之和为一常数。

为了验证静水压强方程，在密闭容器的侧面开有两个测压孔，即中部测压孔和下部测压孔，在实验时，以静水压强实验仪的底座上平面为基准面，分别量出测压管Ⅰ、测压管Ⅱ测点到基准面的距离，即z₁和z₂。实验时，将盛水密闭容器上方的气门2封闭，调节调压筒4的高度，则测压管Ⅰ、测压管Ⅱ的液面上升(调压筒上调)或下降(调压筒下调)，这时分别测出测压管Ⅰ、Ⅱ号测点的压强水柱

和

即可由式(1)验证静水压强方程。

静水压强方程也可以写成：p＝p₀+γh        (2)式(2)中，p₀为作用在液体表面的压强；h为由液面到液体中任一点的深度。上式说明，在静止液体中，任一点的静水压强p，等于表面压强p₀加上该点在液面下的深度h与液体重度γ的乘积之和。表面压强遵守巴斯加原理，等值地传递到液体内部所有各点上，所以当表面压强p₀一定时，由式(2)可知，静止液体中某一点的静水压强p与该点在液面下的深度h成正比。

在实验中主要是测量液面压强水柱

液面压强水柱可能是正值也可能是负值。

如果将气门2打开，这时容器液面作用的是大气压强，测压管Ⅰ、测压管Ⅱ与连通管14中的液面同高，液面相对压强水柱

如果将气门2封闭，将调压筒4上调，将会看到测压管Ⅰ、测压管Ⅱ液面上升到某一值，而连通管14中的液面与盛水密闭容器1中的液面同高，这时测压管Ⅱ(或测压管Ⅰ)液面与连通管14的液面之差即为液面相对压强水柱高度

液面相对压强为正值，

如果将调压筒4下调低于盛水密闭容器1的液面，将会看到测压管Ⅰ、测压管Ⅱ液面下降到某一值，这时测压管Ⅱ(或测压管Ⅰ)液面与连通管14的液面之差即为液面相对压强水柱高度

这时液面相对压强为负值，也就是说液面存在真空，

在环境、化学等专业领域中，常常需要计算不同液体的重度γ_m，为此专门设置了测量重度的U形测压管15。设在液面压强p₀＞p_a(大气压强)时，测压管Ⅱ和连通管14的水面差为Δh₁，测压管Ⅱ和U形测压管15的液面差

为Δh₂，则：p₀＝γΔh₁＝γ_mΔh₂，可得：

因为水的重度γ是已知的，只要测量出Δh₁和Δh₂，即可由上式(3)计算出不同液体的重度。

本实用新型装置的操作步骤是：

1.在U形测压管15中装入需要量测重度的液体，可以是油或者是其它液体。

2.了解仪器组成及其用法，包括加压方法、减压方法。

3.检查仪器是否密封，检查的方法是关闭气门2，在调压筒4中盛以一定深度的水，将调压筒4上升高于密闭容器1中的液面，待水面稳定后，看调压筒4中的水面是否下降，若下降，表明漏气，应查明原因加以处理。

4.记录仪器编号及各测管编号，选定基准面，记录基准面到各测压点的高度z。

5.打开密闭容器1上的气门2，使密闭容器内的液面压强p₀＝p_a，记录测压管Ⅰ、测压管Ⅱ、连通管14和U形测压管15中的液面高度。

6.关闭气门，升高调压筒4，使得调压筒中的液面高于密闭容器的液面，使密闭容器内的液面压强p₀＞p_a，待水面稳定后，观测测压管Ⅰ、测压管Ⅱ、连通管14和U形测压管15中的液面高度。

7.降低调压筒4，使得调压筒4低于密闭容器1中的液面，使箱内液面压强p₀＜p_a，待水面稳定后，观测测压管Ⅰ、测压管Ⅱ、连通管14和U形测压管15中的液面高度。

8.实验完后将仪器恢复原状，对上述数据进行分析计算。

本实用新型的有益效果是：将盛水密闭容器、调压部分和重度测量部分紧密的结合起来的，实验结果一目了然，体积小、结构简单，功能齐全、精度高，便于操作，制造容易，便于携带。

Claims (3)

1.一种静水压强实验仪，其特征在于：包括安装在底座(16)上的密闭容器(1)、调压筒固定槽板(7)和测管固定板(17)，密闭容器(1)的上端设置有气门(2)和压强传递管(10)，压强传递管(10)与通气道(11)联通；

所述调压筒固定槽板(7)立面设置有能上下滑动的调压筒(4)，调压筒(4)通过固定螺栓(8)在调压筒滑道(5)中定位，调压筒(4)通过软管(6)与密闭容器(1)的底板联通；

所述密闭容器(1)和调压筒(4)内部装有同样液体；

所述测管固定板(17)立面安装有测压管Ⅰ(12)、测压管Ⅱ(13)、连通管(14)、U形测压管(15)，测压管Ⅰ(12)、测压管Ⅱ(13)的上端开口与大气相通，测压管Ⅰ(12)的下端开口与密闭容器(1)的中部联通，测压管Ⅱ(13)的下端开口与密闭容器(1)的底部联通，U形测压管(15)的一个开口与大气相通，U形测压管(15)的另一个开口与通气道(11)联通，连通管(14)的上端开口通过通气道(11)和压强传递管(10)与密闭容器(1)内的上部空腔联通，连通管(14)的下端开口与密闭容器(1)的底部联通。

2.根据权利要求1所述的静水压强实验仪，其特征在于：所述密闭容器(1)的上端设置有清洗盖(3)，清洗盖(3)设置有气门(2)。

3.根据权利要求1所述的静水压强实验仪，其特征在于：所述调压筒固定槽板(7)和测管固定板(17)的背面设置有支撑(9)。

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