[工作范文]2-流体静力学.ppt

第二章 流体静力学 第一节 静压强及其特性 第二节 流体静力学平衡方程 第三节 压力测量 第四节 作用在平面上的静压力 第五节 作用在曲面上的静压力 第六节 物体在流体中的潜浮原理 第一节 静压强及其特性 第一节 静压强及其特性 第二节 流体静力学平衡方程 第二节 流体静力学平衡方程 第二节 流体静力学平衡方程 第二节 流体静力学平衡方程 第二节 流体静力学平衡方程 第二节 流体静力学平衡方程 第三节 压力测量 第四节 作用在平面上的静压力 第五节 作用在曲面上的静压力 第五节 作用在曲面上的静压力 第五节 作用在曲面上的静压力 第六节 物体在流体中的潜浮原理 第六节 物体在流体中的潜浮原理 第六节 物体在流体中的潜浮原理 * * 图2.1 流体中任意四面体上受力 静止流体中任意一点的压强只与空间位置有关，与作用面的法线方向无关。 图2.2 六面体微团 欧拉平衡方程表征了单位质量流体在质量力和表面力共同作用下的平衡条件。 等压面：流体中静压力相等的各点组成的平面或曲面。 1. 等压面即等势面 2. 通过任一点的等压面必与该点所受质量力垂直 3. 两种互不相混流体处于平衡状态时，其分界面必为等压面 大气对流层 大气平流层 〖例 2-1〗 若普通人在温度为 的海平面地区每分钟平均呼吸为 15次，则在海拔高度为 的珠穆朗玛峰顶要得到同样的供氧量， 问应将呼吸频率调整到多少? (设线性温度梯度为 ) 〖解〗 海平面气温 ， 处的气温为： 珠峰顶与海平面上的压强比值为： 珠峰顶与海平面上的空气密度比值为： 相应的呼吸频率之比与空气密度成反比： 得呼吸频率 x z y o 1· 2· z1 z2 p0 z0 重力作用下流体的平衡 z h o ·A p0 流体静力学基本公式 静止流体边界上压力的变化将均匀地传递到流体中的每一点，这就是著名的帕斯卡定律。 敞口容器中的水头 0 ·1 2· z1 z2 0 pa 0 ·1 2· z1 p0 pa z2 0 密闭容器中的水头 Z 称为比位能 、p/ρg代表单位重力流体所具有的压力势能，简称比压能。 对于单位重力的流体来说，比位能与比压能之和叫做静止流体的比势能或总比能。 压力水头 位置水头 图2.3 水银压力计 例 油罐内装相对密度为0.8的油品，装置如图所示的U形测压管。求油面的高度H及液面压力p0。 A 0.8m 油 0.5m 水 ρ’ B 0.4m H p0 1.6m B Pa 图2.4 差压计 图2.5 弹簧管压力表 绝对压力与相对压力 真空 p pa pabpa 绝对压力 表压 绝对压力 pabpa 真空度 水平运动容器中流体的平衡 z x a -a g f A · zs -z h ·B h -z zs θ o 自由液面 静压力分布 自由液面 等压面 旋转容器中液体的平衡 a=ω2r r o x y α Yj Xi ω -g f -a o x z A · -z zs h 气体 液体 等压面 自由液面 静压力分布 图2.6 流体中平面上受力 或 a a yC C yC B H C yC B H C B H yC C b yC C D 2b 2a C yC 各种常见的规则平面图形的面积、形心位置和通过形心的惯性矩 椭 圆 形 圆 形 正 梯 形 等腰三角形 矩 形 正 方 形 JC yC A 图 形 〖例2-2〗如图，某蓄水池水面下倾角为 的边坡上装有一个矩 形闸门，宽度为 ，长度为 ，由上缘A处的固定铰轴定 定位，A点沿坡面到水面长度为 。若忽略闸门自重，求提升闸 门所需的力T。 〖解〗 设y轴沿闸门迎水面向下，原点