工程流体力学课件2流体静力学.ppt

Engineering Fluid Mechanics;第1章 流体及其主要物理性质;第二章 流体静力学;重、难点 1.静压强及其静压强的特性。 2.静力学基本方程式的理解和应用；等压面。 3.静止流体对固体壁面的作用力：平面和曲面。 ;平衡有两种： ;第一节 流体静压强及其特性;二、流体静压强的特性; 2. 各向等值性 平衡流体中任意点的静压强的大小由该点的坐标位置决定，而与作用面的方位无关。即在平衡流体内部任意点上各方向的流体静压强大小相等。 ;证明思路;质量力;对于x轴;第二节 流体的平衡微分方程 及其积分;;平衡微分方程的积分 ;积分常数C的确定 ;【例】试求重力场中平衡流体的质量力势函数。 ;等压面 ; ;x; 帕斯卡定律 ; 连通器原理 ;2.能量形式的静力学基本方程 ;2.静力学基本方程的物理意义 ; 几何意义;;;;绝对压强 ;; 压强分布图 ;二、压强的度量单位 ;【解】 ;三、测压仪器 ;如果连通的静止液体区域包括多种液体，则须在它们的分界面处作过渡。; 用比压计测量 ;流体的平衡规律必须在连通的静止流体区域（如测压管中）应用，不能用到管道中去，因为管道中的流体可能是在流动的，测压管不只是为测量静压用的。 ;液柱式测压仪表如下： ; U形测压管 ; U形差压管 ; 复式压力计（多管测压计） ; 复式压力计（多管测压计） ; 倾斜管微压计; 双杯式微压计（测量压差）; ; 3m ;相对压强。 ;流体作用在固体壁面上的总压力，是由该壁面所接触的流体静压强所引起的，应用流体静压强计算公式可以计算出作用在平面上的总压力；;静压强在平面域 A 上分布不均匀，沿铅垂方向呈线性分布。;;;2. 总压力的方向;表明：yD＞yC，即压力中心D点总是低于形心C点。 ;结论;;【例】矩形闸门b×h＝，h0＝2m，开启闸门的锁链与水面成45°角。求开启闸门所需拉力T为多大？ ;注意点;三、图算法求解 ; ;【例】矩形闸门b×h＝1m×，h0＝2m，开启闸门的锁链与水面成45°角。求开启闸门所需拉力T为多大？ ;【例】一块矩形平板闸门可绕轴A转动，如图。已知θ=60?，H=6 m,h=2m,h1=1.5m,不计闸门自重以及摩擦力，求开启单位宽度的闸门所需的提升力FT。;【解】;平板右边挡水长度为：;? 1、相同；2、???相同 ;h;二、曲面总压力 ;;;;;a; 压力体的确定;A; 垂直分力的方向;三、曲面总压力的大 小和作用点 ;总压力的作用点 ;A;【例】作出二维曲面AB上的压力体，并指明 垂直分力的方向。;【例】 求图中由水支撑的圆柱体的质量。直径D＝，长度为1m。设圆柱体与固体壁之间无摩擦。;【例】 如图扇形闸门，中心角θ=450，宽度B=1米，可以绕铰链C旋转，用以蓄水或泻水。水深H=3米，确定水作用在此闸门上的总压力P的大小和方向。 ;【解】; 如图所示圆柱形压力水罐，由上下两半圆筒用螺栓 连接而成。圆筒半径R=0.5m,l=2m.罐上压力表读数 。试求（1）两端平面盖板所受静水总压 力；（2）上下两半圆筒所受静水总压力；（3）若 螺栓材料的允许应力σ=120MPa，验证连接上下圆 筒的螺栓能否承受由水压产生的拉力。螺栓直径 d=10mm,间距e=50cm.;（1）两端盖板均为圆形平面，每个盖板所受静水总压力为：;两螺栓所受总拉力为：;;本章作业;第二章补充题;第二章习题解答;由力矩平衡; 画出图中AB 面上的静压强分布图形。; 比压计中水银面高差h，其他液体为水。A,B两容器位置高差为1m。试求A,B容器中心处压差pA-pB值。;解：1解析法; 绘出图中各个曲面上的压力体，并标示出曲面所受的垂直分力的作用方向。; 直径D=4m的圆柱，在与水平面成30°的倾斜面上挡水，水面与B点齐平。求作用在1m长圆柱上的静水总压力大小及其作用方向。; R的弧形闸门内有比重的油和水两层液体，容器宽B，油水层厚度均为h，比压计中h，求封闭液体所需力F为多少？