水静力学.ppt

1－1 静水压强及其特性 一、静水压力与静水压强 如图所示： 2．任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。 1-2 液体的平衡微分方程式及其积分 1－3 等压面 1－4 重力作用下静水压强的基本公式 1－6 绝对压强与相对压强  1－7 压强的测量 量测压强的仪器有多种，从测压原理上来分，常见的有以下三种。 (一） 液柱式测压计：利用压强可用液柱高度表示的原理来测定液体或气体中某点的压强。该方法是一种基本的压强量测方法。 （二） 金属测压计：金属测压计常见的有压力表和真空表。它是利用金属材料受压变形的大小来测定压强。 （三） 非电量电测仪表 非电量电测仪表是利用传感器将压强这一非电学量转化为各种电学量，如电压和电流，用电学仪表量出这些量，再经过相应的换算求出压强。这需要较多的设备，仪器的率定也比较复杂，但量测精度高，适用于研究复杂的问题。 一、测压管 若欲测容器中 A 点的液体压强，可在容器上设置一开口细管。则A、B 点位于同一等压面，两点压强相等。 式中h称为测压管高度或压强高度。 1-9 作用于平面上的静水总压力 绘制静水压强分布图的理论依据：①静水压强的两个基本特性；②静水压强基本公式。 静水压强分布图的绘制原则： (1)按一定比例，用线段长度代表该点静水压强的 大小；(2)用箭头表示静水压强的方向，并与作用面垂直。 二、作用于任意平面上的静水总压力 1-10 作用于曲面上的静水总压力 作用于曲面上任意点的相对的静水压强，其大小仍等于该点的淹没深度乘以液体的单位体积的重量，其方向也是垂直指向作用面的．这里着重分析二向曲面的静水总压力计算如图： 曲面静水压力水平分力求解示意 dPx dPz y dP x O z F E dP α α h dAx dAz dA 一、曲面静水总压力的水平分力 曲面静水压力水平分力求解示意 hC F E Ax x y O z F E 静水总压力水平分力 式中， Ax 为曲面在铅垂面yoz上的投影面积（平面） hc 为其投影面形心点处的水深（淹没深度） 上式表明作用在曲面上静水总压力 的水平分分力的大小等于曲面在有水的 一侧投影面上的静水总压力。投影面为平面，故可按平面静水总压力的计算方法求其水平分力。方向：垂直指向投影面，作用线应通过投影面的压力中心。 作用点：Px 通过Ax平面的压力中心 α x y o z F E 曲面静水压力水平分力求解示意 底部 顶部 侧部 二、曲面静水总压力的垂直分力 式中，V 为压力体。 上式表明：作用于曲面上静水总压力 P的铅垂分力Pz 等于压力体内的水体重量 Pz的作用线通过压力体的体积形心 三、真空及真空度 绝对压强总是正值，相对压强可能为正也可能为负。 相对压强为负值时，则称该点存在真空。 真空度是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值。 绝对压强计算基准面 相对压强计算基准面 pN p’N pa pK p’C p’ p N C p ≤0，该点存在真空。 真空度： 1标准大气压 ＝ 1 （atm） = 98223.4 (N/m2) = 10.023 (mH2O) 1工程大气压 ＝ 1 （ate） = 133280×0.736 = 98094 (N/m2) ≈10 (mH2O) 计算中取 1 （atm）＝ 10 (mH2O) ＝ 98000 (N/m2) ＝ 98 (kN/m2) P0》0 P0《0 一、压强量测方法： 重点介绍一些利用水静力学原理设计的液体测压计。 一、测压管 若欲测容器中 A 点的液体压强，可在容器上设置一开口细管。则A、B 点位于同一等压面，两点压强相等。 式中h称为测压管高度或压强高度。 当A点压强较小时： 1.增大测压管标尺读数， 提高测量精度。 2.在测压管中放入轻质 液体（如油）。 3.把测压管倾斜放置（见图）。 A点的相对压强为