水力学与桥涵水文第二章.ppt

2-3 重力作用下水静力学基本方程 水静力学基本方程三大意义 几何意义及水力学意义 “水头”——水力学中对 铅垂高度 习惯称为 “水头”。 水头线——液体中各点水头的连线。 z ——位置高度 ，位置水头。 ——压强高度，压强水头。 ——测管高度，测管水头。 ——静力高度，静力水头。 * 2-3 重力作用下水静力学基本方程 ——各点位置高度与压强高度之和不变，两类水头线之差为10m 水柱，两水头线均为水平线。 能量意义 z——因有 ，即单位重量液体对计算基准面的位置势能，简称单位位能。 ——因有 ，即单位重量液体对计算点所具有的压力势能，简称单位压能 。 * 2-3 重力作用下水静力学基本方程 ——单位重量液体的全势能，简称单位全势能。 ——即静止液体中各点单位重量液体的全势能守恒 。 * 2-4 点压强测量 测量技术的意义——获取实验数据的手段 测量仪器主要类型 液体测压计（实验室常用） 金属压力表 其他非电量、电测仪表 常用液体测压仪类型 测压管——两端开口的玻璃管（如图2-10a） 水银压差计（如图2-10b） 金属压力表（如图2-10d） * 2-4 点压强测量 （图2-10） * 2-4 点压强测量 点压强计量方法 按测压管液柱高度测 M 点压强（如图2-10a） 按水银测压管测M点压强，水银柱高度为 hp 时 （如图2-10b） （应做成U型，以存水银）有 * 2-4 点压强测量 点压强测算方法 压强较小时（斜管测压计如图2-10c）、量l，α可测压强。 金属压力表 可测较大压强，如图2-10d，指针在刻度盘中可表示压强大小。 * 2-4 点压强测量 点压强测算方法 压差测量（水银压差计应用） A、B分别为两水管断面中心点 如图2-7a只可测，A、B两点压差 A、B两点测管水头差 * 2-4 点压强测量 （图2-7a） * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 解析法 如图2-11，总压力作用点为D，平面ab形心为C，平面ab形状任意与水平面成α 斜放。 因斜放平面各点水深不等，平面上压强非均匀分布，故不能直接求代数和。 待确定力的三要素 1、压力方向由压强特性知，必垂直指向作用面ab（已知） 2、总压力大小 3、总压力作用点 * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 （图2-11） * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 1、总压力大小 点压力表达式——在平板ab上任取一微分面积dA，设它的中心点M在自由表面下的深度为h，总压力 P 的作用点在水下的深度为hD。由于dA为微元面积，可以认为其中压强呈均匀分布。 * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 总压力公式——各点压力为平行力系，可积分： 其中 （2-23） * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 2.总压力作用点——压力中心 按合力矩定理有 （2-24） * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 图解法 总压力大小 作用点 P 作用线通过力图形心垂直指向作用面。 A、yc、Ic值见表2-1 （2-5） * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 例2-5 如图2-13所示，求每米围堰用钢板桩上所受的静水总压力。 (图2-13) * 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 解例2-5 * 叶镇国 彭文波 编著 水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著 水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编箸 水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编箸 水力学与桥涵水文 水力学与桥涵水文 第二章 水静力学 2-1 静水压强及其特性 2-2 静水压强分布规律 2-3 重力作用下水静力学基本方程 2-4 点压强测量 2-5 作用在平面壁上的静水总压力 2-6 作用在曲面壁上的静水总压力 * 2-1 静水压强及其特性 有关概念 静水——静止无运动的水 静止 绝对静止 对地球无运动：X＝Y＝0 ，Z＝-g ，如图2-4a，2-4b 相对静止 液体对地球有运动，但对容器没有运动：X ≠ 0、Y≠0、Z = -g，如图2-4c，2-4d * 2-1 静水压强及其特性 点压强（单位面积上所受的压力）定义式 压强特性 垂直指向作用面（如图2-1） （图2-1） * 2-1 静水压强及其特性 同一点处各向压强等值 论证图式——图2-2a （图2-2） * 2-1 静水压强及其特性 ox轴向三棱体受力 （质量力） （表面力） *