流体力学_第2章-流体静力学.ppt

核技术与自动化工程学院 * 2.5.1 静止液体作用在平面上的总压力 斜平面 总压力的作用点 用一个集中压力代替分布压力系 淹没在静止液体的平面上总压力 的作用点——压力中心（xD,yD） 合力矩定理可知，总压力对oy轴之矩等于各微元面积上的总压力对oy轴之矩的代数和。 核技术与自动化工程学院 * 2.5.1 静止液体作用在平面上的总压力 斜平面 总压力的作用点 ——面积A对oy轴的惯性矩 ICy——面积A对通过其形心并平行于oy轴的坐标轴的惯性矩 核技术与自动化工程学院 * 2.5.1 静止液体作用在平面上的总压力 斜平面 总压力的作用点 压力中心的位置与α角无关，即平面面积可以绕与oy轴平行且通过压力中心的轴旋转。 由方程还可看到，压力中心总是在形心下方，随淹没的深度增加，压力中心逐渐趋近于形心。 核技术与自动化工程学院 * 2.5.1 静止液体作用在平面上的总压力 斜平面 总压力的作用点 ——面积A对oxy坐标系的惯性积 核技术与自动化工程学院 * 2.5.1 静止液体作用在平面上的总压力 斜平面 总压力的作用点 ICxy——面积A对通过平面形心并平行于oxy坐标系的惯性积 ◆ 若通过形心的坐标系中有任何一轴是平面的对称轴，则 ICxy=0，yD=yC ◆ 压力中心在通过平面形心平行于x轴的直线上 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 弧形闸门 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 贮 罐 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 总压力的大小 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 总压力的大小 总压力的水平分力 静止液体作用在曲面上的总压力沿x方向的水平分力等于液体作用在该曲面的投影面积Ax上的总压力，作用点在Ax的压力中心。 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 总压力的大小 总压力的垂直分力 ——曲面上的液柱体积，称为压力体 静止液体作用在曲面上的总压力的垂直分力等于曲面上压力体的液体重量，其作用线通过压力体的重心。 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 总压力的大小 总压力 总压力的作用方向 总压力的作用点 总压力的作用线与曲面的交点即总压力作用点 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 压力体的概念 定义 压力体是所研究的曲面（淹没在静止液体中的部分）到自由液面或自由液面的延长面间投影所包围的一块空间体积。 数学体积计算式 作用在曲面上的垂直分力的大小等于压力体内液体的重量，并且与压力体内是否充满液体无关。 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 压力体的概念 压力体体积的组成： 受压曲面本身； 通过曲面周围边缘所作的铅垂面； 自由液面或自由液面的延长线。 压力体 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 压力体的概念 压力体的种类 实压力体：压力体和液体在曲面的同侧，压力体内实有液体。 实压力体方向向下 虚压力体：压力体和液体在曲面的异侧，虚压力体方向向上 实压力体 虚压力体 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 压力体的概念 压力体的绘制 核技术与自动化工程学院 * 2.5.2 静止液体作用在曲面上的总压力 压力体的概念 压力体的绘制 核技术与自动化工程学院 * 2.6 静止流体作用在潜体 和浮体的总浮力 核技术与自动化工程学院 * 2.6 静止流体作用在潜体和浮体的总浮力 如图所示，有一物体沉没在静止的液体中，它受到的静水总压力P可以分解成水平分力Px、Py和垂直分力Pz。 P z1 J K A B C D E F P x2 P z P x1 P z2 物体在x、y轴方向上在zoy或zox平面上投影面积相等 核技术与自动化工程学院 * 2.6 静止流体作用在潜体和浮体的总浮力 浸没于液体中的物体在各水平方向的总压力为零 P z1 J K A B C D E F P x2 P z P x1 P z2 核技术与自动化工程学院 * 2.6 静止流体作用在潜体和浮体的总浮力 垂直分力 负号表示方向向上 P z1 J K A B C D E F P x2 P z P x1 P z2 核技术与自动化工程学院 * 2.6 静止流体作用在潜体和浮体的总浮力 阿基米德原理: 液体作用在沉没或漂浮物体上的总压力的方向垂直向上，大小等于物体所排开液体的重量，该力又称为浮力，作用线