流体力学第2章流体静力学资料.ppt

* 1、游泳圈的原理？ 2、潜水艇的仿生学原型及原理？ 3、在海水中游泳为什么省劲些？ 4、不计阻力，同样材料的球：大的比小的容易沉底；体积相同,圆的比方的容易沉底吗？ * 本章回顾 1、静止流体的应力特性； 2、流体平衡微分方程及应用； 3、重力场中的流体静压强分布规律； 4、压强及测压； 5、相对平衡流体静压强分布规律； 6、流体对平面及曲面的静压力分析、压力体； 7、浮力与浸没物体的三态。 * （2）压力分布规律 积分 因为 坐标原点处x=y=z=0,p=pa 即： * 或 或 形式上与惯性坐标系一样， 压强也是深度的函数，只是 等压面形状发生了变化。 2.盛有液体的敞口容器作自由落体时，容器壁面AB上的压强分布如何？ 思? 考? 1.什么是等压面？重力场中的等压面具备什么特点？ ∴p =C * A B g Z y x pa g g 即 因此AB上的压强分布为： 自由液面上p0 = pa 质量力 质量力 第三节、 压强的表示与测压** 一、流体压强的表示 1.绝对压强（ Pabs ）： 2.相对压强： * 以绝对真空状态下的压强为基准。 以同一高程的当地大气压为基准，用p表示： * 3.真空：绝对压强小于一个大气压的受压状态，相对压强小于0。负压的绝对值称为真空度（ pv ）。 真空高度 2、压强的单位 一个标准大气压是0 C0海平面处的大气压强。一个工程大气压等于海拔200m处的大气压强。 * 1）应力单位：以单位面积上的作用力来表示的，N/m2（Pa）。常用：Mpa（1Mpa=106pa）或bar（1bar=105pa） 2）大气压：用大气压的倍数表示压强的大小。有标准大气压和工程大气压两种。 1标准大气压(atm)=101325 Pa 1工程大气压（at）=98070 Pa 3）液柱高：用水柱或汞柱高度表示压强的大小。 *汞柱高：mmHg 1工程大气压=？mH20=？mmHg *水柱高：mH20 * 农村用的压水机的深度h的极限是多少?为什么? 1atm相当于 10mH20；736mmHg 例?：求自来水箱液面下2m 深处的绝对压强和相对压强。 解： 绝对压强： 相对压强： A B C pa pa pa h1 h2 容器中充有气体，测压管中的液体密度都为?，大气压为pa，判断各容器中的压强情况（相对压强，绝对压强） * 例 如图：真空高度hv=2m时，求封闭容器A中的真空度 解：设封闭容器内的绝对压强为pabs（A），真空度为Pv（A）。 由真空度定义 * 如图： pabs（A） 即 例3、一匀加速向下运动的容器中盛有水，水深h=2m，加速度为a=4.9m/s2.问: (1)容器底部的静压强为多少? (2) 多大的加速度才能使容器底部的压强为大气压强? (3) 多大的加速度才能使容器底部的压强为完全真空? 解:坐标系建立在自由液面中心(如图): 积分得: * 单位质量力分量为: 当Z=0时,Pabs=Pa,即C= Pa。 fx=0,fy=0，fz=-g+a ？？ 即： a g Z y x a Pa o h 即: 所以： （1）底部的绝对压强为 （2）要使底部压强等于大气压,则: * 容器底部Z= -h, 完全失重 Z y x a Pa o h * （3）要使底部为完全真空,即: 代入数据得 Z y x a Pa h 二、测压装置** 1、 测压管： 适用范围：测量较小的压强，不适合测真空。 如何提高小压强的侧压精度？ * 以液柱高度表征测量点压强的连通管。 （1）测压管倾斜： （2）用轻质液体： 2、水银测压计(U形测压计) 测定管道或容器中某点流体压强，通常被测点压强较大。如图： 在如图所示的密闭容器上装有U形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（）： A. p1=p2=p3； B. p1p2p3； C. p1p2p3； D. p2p1p3 * 气 3、压差计 ：用一个U型管连接两个被测容器。管中有封液，可测两容器的压差。 压差计算: * 4、金属测压计（压力表） 5、真空计（真空表） 思考：如果A、B中是气体？ 上式简化为： 例? :密封水箱如图，若水面上的相对压强p0=-44.5kN/m2，求：（1）h值；（2）求水下0.3m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度、水柱高及大气压表示。 解? （1）求h值 等压面1—1，pN?= pR?= pa?；若以相对压强计算： （2）求M点压强 *、相对压强 * * *、绝对压强 *、真空度 1工程大气压=98070帕，有些资料直接取98000 * 第五节? 流体作用于平（曲）面上的静压力 ??? 设MN为任意形状的平面，倾斜放置于水中，与水面成?角，