第2章流体静力学4.ppt

* * 流体静压强的两个特性 特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向 特性二：静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数 ◆流体的平衡微分方程式 适用范围：可压缩、不可压缩流体 静止、相对静止状态流体 等压面　在流体中连接压强相等的点组成的面 压强差公式 微分形式的等压面方程 2）在平衡的流体中，通过每一质点的等压面必与该点所受的质量力相垂直。 1）等压面就是等势面 3）两种互不相混的流体，当他们处于平衡状态时，其分界面必为等压面。 ◆等压面的性质： 对于分装在互不连通的两个容器内的流体（不满足连续性），以及虽装在同一容器中但密度不同（不满足均质）的流体，不能应用。 ※ 重力作用下的连续均质平衡流体平衡方程 z0-z为任意一点的垂直液体深度，又称淹深，以h表示，则： 绝对压强：以完全真空为基准计量的压强　　 计示压强：以当地大气压强为基准计量的压强 　 真空度：当被测流体的绝对压强低于大气压强时，测得的计示压强为负值，此时，流体处于真空状态 用液柱高度表示 1）测压管 结构最简单的液柱式测压计 为了减小毛细现象的影响,玻璃管直径一般不小于10cm，管的一侧与大气相通。 这种测压管结构简单、准确，但不能测量较高的压强。 1-2截面以下相同液体，所以1-2截面为等压面，即： 2）U形管测压计 也要考虑毛细现象的影响,管径的要求和测压管相同,压强量程比测压管大得多 被测流体的密度 U形管中工作液体的密度 测压管是一个连通器，工作液体一般采用水、酒精或水银。 一般用来测量气体中某一处的压强，气体的重度较液体小的多，若忽略不计则 3）测量压差 U形管测压计还可用来测量流体的压强差 容器中1，2点的位置压强相等 两个容器中流体的密度 U形管中工作液体的密度 4）倾斜式微压计 测量微小的压差，可提高测量精度。 液体作用在平面上的总压力 ※液体作用在平面上的总压力等于平面形心处的静压强与平面面积的乘积。 面积A的形心点处的压强 总压力的作用点（总压力的作用线和平面的交点　称压力中心） 压力中心的x坐标 P0=0时 （1）水平分力 为投影面积 的形心的淹深 （2）垂直分力 Vp为曲面a－b和自由液面或者其延长面所包容的体积，称为压力体 ◆液体作用在曲面上的总压力 （3）总压力的大小和作用点 压力体 曲面和自由液面或者自由液面的延长面包容的体积 实压力体：压力体充满液体 虚压力体：压力体中没有液体 复杂曲面的压力体，可以采用分段叠加的方法画出 1、等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡 静压强的分布规律 坐标原点选在液面不变化的o点，z轴垂直向上，x轴沿罐车的运动方向 液体的相对平衡 容器以等加速度a向右作水平直线运动 静压强不仅与垂直坐标有关系，同时还和水平坐标有关系 等压面为一簇倾斜平面 平面和x轴的夹角为 质量力的合力仍然垂直于等压面 液体受到重力和离心惯性力共同作用，大小为液体质量乘以向心加速度，方向与向心加速度相反。 2 等角速旋转容器中液体的相对平衡 将坐标原点取在抛物面的顶点上，z轴垂直向上，xoy面水平 单位质量力分量分别为 在同一几何高度上，液体的静压强沿径向按半径的二次方增大。 等压面为旋转抛物面 或 自由液面处r＝0，z＝0，得C1=0 题 目 一封闭水箱，如图所示，水面上压强p0 = 85 kN/m2，求水面下h = 1m点C的绝对压强、相对压强和真空压强。已知当地大气压 pa = 98 kN/m2 , ρ= 1000kg/m3。