流体力学放映第1、2篇.ppt

1 实验方法：牛顿平板实验（简介） 6、汽化压强 §2—3 重力场中流体静压强 的分布规律 §2—5 液体作用在平面上的总压力 一、解析法 §2—6 作用在曲面上的液体总压力 二、压力体的绘制： 由受压曲面的两个端点向自由液面或自由液面的 延长线引垂线。由曲面、两条垂线及液面（或液面的 延长线）所围成的几何体即压力体。其所包容的液体 重量即压力体的重量。 压力体内可以有液体，称 实体，用（ ↓）或（＋ ）表示， 也可以是虚空，为虚体，用（ ↑）或（－ ）表示。 注意：实体和虚体的判断及压力体的叠加。 实体 ＋ PZ 虚体 — PZ 压力体的绘制方法： A B C D — ＋ 三、受压曲面上总压力的方向 1、水平力 PX 2、垂直力 PZ 实压力体 ↓ 虚压力体 ↑ 方法同平面 同压力体的方向 PX PZ α 3、总作用力P与水平方向的夹角： 四、作用点的确定 1、水平力 PX 2、垂直力 PZ 作用线过压力体重心 同平面壁受力 作用线过压强分布图的形心点 3、总作用力的作用线 过上两条作用线的交点，与曲面相交的点即总压力作用点。 图示解释压强的表示方法 具体证明见教案。 3 对于静止的流体，压强随深度呈线性增加。 4 只受重力作用的流体，其水平面既是等势面、等密面、 又是等温面。故在自然界中，大气、静止的水体、室 内空气均是按密度和温度分层，这是很重要的自然现 象。 二、大气层压强分布 （自阅） 三、压强的单位和计量方法 （1）用应力表示： 1、单位： N/m2 ; pa ; kgf/cm2 . 单位： 换算关系： 1 N/m2 = 1 pa ; 1 kgf/cm2 = 98 k pa （2）用液柱高度表示： 水柱（mH2o柱）； 汞柱（m mHg柱） 单位： （3）用大气压的倍数表示： 标准大气压 （atm） 当地大气压 （at） 以温度为00c，纬度为450处海平面上的压强所定义。 以海拔200米处的正常 大气压定义。 工程大气压 换算关系： 1 atm = 1.013×105 N / m2 = 760 m mHg柱 1 at = 9.8×104 N / m2 = 10 mH2o柱 = 1 kgf/cm2 2、表示方法： ——据压强计算点的不同，可将其分为绝对压强 和相对压强。 绝对压强 pabs 相对压强 p 相对压强为负值时， 真空压强 ——以完全真空为零点所计量的压强值。 （1）绝对压强 pabs （2）相对压强 p ——以当地大气压为零点所计算的压强值。 关系式： pabs= p + pa pa ——当地大气压 关系式： pv = pa - pabs （3）真空值 pv ——绝对压强小于当地压强的那部分值。 真空度： 图2-7 pBabs pB pA p pa A pAabs B 四、基本方程的物理意义和几何意义 基本方程： 从能量的角度 Z —— 单位重量的流体相对于某一基准面的位能。 —— 单位重量的流体所具有的压能。 p γ —— 单位重量的流体所具有的势能。 Z ＋ p γ 1、物理意义 单位位能 单位压能 单位势能 2、几何意义 从几何角度来表示 Z —— 位置水头； —— 压强水头； γ p ——测压管水头。 Z + p γ 静止的流体中，各点的测压管水头、单位势能均相等。 p0 M γ pM 压强水头、 测压管高度 Z 位置水头 测压管水头 1、分析： 可用于求解任意形状平面上的总压力。 如图所示一受压平面。 y x h y dA yc hc dP = p dA =γh dA y x h y dA yc hc （1）总压力计算： y x h y dA yc hc P =∫dP= ∫A p dA =∫A γh dA =∫Aγy sinθdA =γsinθyC A =γhC A= p C A ∫A ydA 静面矩 y x h y dA yc hc （2）总压力作用点： 小面积dA上的力dP 对 ox 轴产生的力矩为： dM = ydP= yγysinθdA＝ γsinθy2 dA 总力矩： y x h y dA yc hc M =∫dM =∫Aγsinθy2 dA=γsinθ∫A y2 dA = γsinθ I x ∫A y 2dA 惯性矩 作用点距0x 轴的距离 利用移轴原理： 所以有： γsinθ（ Ic＋ yc 2A ）＝ γyc sinθ A yD I x ＝ I c＋ y c 2 A I c 见表 2—1 M = P yD = γ yc sin