华中科技大学流体力学课件Fm2.ppt

dAx （1）水平分力 ? Fx 等于水平投影平面上的总压力，作用线过其压力中心。 dF 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 dF dAz （2）垂直分力 Fz等于压力体的液体重量，作用线过其重心。 ? 压力体Vp 曲面向压强为零的等压面投影得到的体积 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 总压力值 （3）总压力的大小和方向 总压力与垂线间的夹角为 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 分片计算曲面的压力体，再求代数和 计算总压力与压力体内是否充满液体无关 压力体的概念——例如浮力计算（半球） 总压力的作用线过Fx与Fz作用线的交点 例题 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 例：画出各图ab曲面的压力体，写出总水压力铅直方向分量Fz的表达式。 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 pa 压力体Vp ：曲面向基准等压面投影得到的体积 想一想 2.4 静止液体作用在物体壁面上的总压力 例. 油槽车直径D=1.2m，半长L=1.25m，b=1m，内装石油比重0.9。当车以a=2m/s2匀加速水平运动时，作用于两端盖螺栓群上的拉力为多少？端部体积为0.2m3。 用表压强计算 分析端盖部分流体的力平衡 2.3 相对静止液体中的压强分布 惯性力不改变垂直方向的压强变化规律 铅垂面内压强分布 等压面是斜平面 例题 惯性力在水平方向 ， ?b=0.255m 2.3 相对静止液体中的压强分布 可用平面总压力计算公式 右侧端盖螺栓群上的拉力等于F z 类似分析给出左侧端盖螺栓群上的拉力 例题 2.3 相对静止液体中的压强分布 例. 水箱左端为半球形端盖，右端为圆平板端盖，水箱半径R=150mm 。水箱上部注水管 h=600mm。试求两端盖所受总压力及方向。 解：(1) 右端盖圆平面，面积Ar=?R2，总压力 Fpr = ?g(h+R) Ar≈520N 方向垂直于端盖，水平向右。 2.3 相对静止液体中的压强分布 (2) 左端盖半球面。曲面总压力Fp分解成三个方向分量 Fpx = ?g(h+R) Ax ≈520N Fpy =0 Fpz = ?gV = 2?g?R3 / 3≈69.3N 总压力 压力体为半球体积 V=VABCDEA－VBCDEB＝VABEA 2.3 相对静止液体中的压强分布 例. 如图所示，密闭容器内的水面上方为空气，侧壁开孔接有U形管测压计。测压计中的水银液面高度差为h，且开口通大气。试求水面下h1处的表压强值。 2.3 相对静止液体中的压强分布 习题 2-3 2-8 习题 2-10 2-13 第二章 流体静力学 习题 2-15 2-19 * * 700大气压驱除气泡，可经受20大气压拉力（巴切勒） * * 三、在重力作用下可压缩流体中的压强分布 1. 国际标准大气 2. 静止大气的压强 2.2 在重力作用下静止流体中的压强分布 应用达朗伯尔原理 将动力学问题变为静力学问题 惯性力(单位质量力)为： §2-3 相对静止液体中的压强分布 第二章 流体静力学 （以下考虑均质不可压缩重力流体） 等压面是一族水平平面，同绝对静止。 一、容器作匀速直线运动 二、容器作匀加速直线运动三、容器绕垂直轴作匀角速度旋转 液体的相对静止 2.3 相对静止液体中的压强分布 二、容器作匀加速直线运动 （1）将惯性力表达为质量力的一部分 （2）应用等压面方程和压强差公式 2.3 相对静止液体中的压强分布 fx=acos? fy=0 fz=asin??g （1）将惯性力表达为质量力的一部分 2.3 相对静止液体中的压强分布 acos? dx+ (asin? ?g )dz=0 等压面 等压面方程 （2）应用等压面方程和压强差公式 fx=acos? fy=0 fz=asin??g 2.3 相对静止液体中的压强分布 dp=? [acos? dx+(asin? ?g)dz] 压强差公式 压强分布 p=C+? [acos? x+(asin? ?g)z] p= p0+? [acos? (x?x0)+(asin? ?g) (z?z0)] 设参考点 p = p0，记 h=z0?z 在参考点x=x0，深度方向有 2.3 相对静止液体中的压强分布 当?=0有 p=p0+?gh 压强分布 质量力垂直分量决定沿深度的压强变化规律 2.3 相对静止液体中的压强分布 三、容器绕垂直轴作匀角速度旋转 惯性力 重力 质量力 2.3 相对静止液体中