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工程流体力学(第三次课) 第二章 流体静力学 §2-5 液柱式测压计 §2-6 流体的相对平衡 §2-7 静止液体作用于固体壁上的总压力 一.静止液体作用于平面壁上的总压力与压力中心 二.静止液体作用在曲面壁上的总压力与压力中心 * * §2-5 液柱式测压计 流体力学研究中需要测量的参数 1.测量方法及分类 2.工业中流体参数测量的要求—远程,自动 3.流体参数测量的目的—生产监控,自动反馈,保证安全 4.测量流体压强的目的—压强,流速,流量 二. 液柱式测压计 压强测量的几种常见方法 1.测压管 1) A点的压强 2) 只能测量较小的压强 3) 测压管内径不得小于5mm 注:毛细现象 水: 2.U形测压计 1) C点的压强 2) 如果被测介质为空气,则h2高度可忽略不计,即 3) 真空度 C A B D 3.单管测压计 4.倾斜微压计 5.比压计（例题2-2,p23） 水流过等截面管道中，水银比压计读数h=200mmHg，1与2截面中心垂直距离H=0.5m，求两截面间的压差。 §2-6 液体的相对平衡 一. 容器作等加速直线运动时液体的相对平衡 1.相对平衡的概念与处理方法 1）惯性坐标系与非惯性坐标系 2）相对平衡 3）动静法（惯性力） 2.静力学基本方程的推导 3.等压面的特点 4.液面下任一点的压强 2 4 3 质量力:[-a 0 -g] 质量力势函数:U=-(ax+gz) 质量力势函数等值面-(ax+gz)=c (1)等压面与质量力势函数等值面重合 (2)质量力与等压面垂直 二. 容器作等角速度转动时液体的相对平衡 1.静力学基本方程的推导 单位质量力在直角坐标轴上的三个分量 代入欧拉平衡微分方程综合式 积分得 2.等压面特点 等压面方程为 可见，等压面是一组以圆筒中心轴为旋转轴的旋转抛物面。 自由液面上任取两点（测旋转角速度） 3.液面下任一点压强 §2-7 静止液体作用于固体壁上的总压力 静止液体作用于平面壁上的总压力与压力中心 1.受力分析 2.总压力 3.压力中心 在设计各种阀、挡水闸、堤坝、容器和校核管道强度时，会遇到静止流体对固体壁面的总压力计算问题，包括平面壁和曲面壁的总压力计算。 p0 2.液体侧面作用于壁上的总压力 合力矩定理 p0 3.压力中心 (1)P0=p0A的作用点C 与形心重合 (2)P’=ρghcA的作用点D’ (3)总压力P=P0+P’的作用点D (2)P’=ρghcA的作用点D’ 合力矩定理： Ix:平面壁面积A对X轴的惯性矩 惯性矩平行移轴定理： Ic:面积A对通过其形心C且与ox轴平行的轴的惯性矩. (3)总压力P=P0+P’的作用点D 合力矩定理： *