工程流体力学-流体静力学课件.ppt

第二章 流体静力学 §1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理 §1 静压强及其特性 流体静力学主要研究流体在外力作用下保持静力平衡的规律。 所谓静止是一个相对概念，若流体随容器一起运动，但相对容器没有运动，则对于固定在容器上的参考坐标系来说，容器中的流体是静止的，我们称此种情况下的流体处于相对静止或相对平衡状态 §1 静压强及其特性 在静止流体中，不存在切应力。因此，流体中的表面力就是沿受力面法线方向的正压力或法向力。 §1 静压强及其特性 特性一(方向) 静压力沿着作用面的内法线方向，即垂直地指向作用面。 §2 流体静力学平衡方程-说明 §2 流体静力学平衡方程—推导 §2 流体静力学平衡方程 等势面概念 §2 流体静力学平衡方程 等势面概念 §2 流体静力学平衡方程 应用 §2 流体静力学平衡方程 应用 §2 流体静力学平衡方程 例题 §3 压力测量 §5作用在曲面上的静压力 例题 §5作用在曲面上的静压力 例题 §6物体在流体中的潜浮原理 §6物体在流体中的潜浮原理 * 流体静力学 就是流体单位面积上所受到的垂直于该表面的力， 即物理学中的压强，称为流体静压力， 简称压力 静压力垂直于作用面 特性二(大小) 静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等，与作用方向无关。只与空间位置有关 §1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理 第二章 流体静力学 下式即为欧拉平衡方程，又称为流体静力学平衡方程 它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，包含定密度与变密度。 无论平衡流体受的质量力是哪种类型，流体是否压缩，有无粘性，该方程都普遍适用 定密度 — + =0 同理 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 等势面与等压面关系 势函数定义：U=U(x,y,z)： 将以上三式分别乘以、 、 ， 相加得 Step1: 等压面 Step2: 等势面： 静力学压力平衡方程： 对流层 平流层 练习题2：推导对流层与平流层压力分布 §1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理 第二章 流体静力学 水银压力计 差压计 弹簧管压力表 压力传感器 练习题3： 简述以上几种压力测量原理 §1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理 第二章 流体静力学 §4 作用在平面上的静压力 合力大小 合力作用点，压心 对比得形心 面积矩 合力作用点，压心 §4 作用在平面上的静压力 比较形心与压心 惯性矩 合力大小 〖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 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 。 §4 作用在平面上的静压力 应用 §1 静压强及其特性 §2 流体静力学平衡方程 §3 压力测量 §4 作用在平面上的静压力 §5 作用在曲面上的静压力 §6 物体在流体中的潜浮原理 第二章 流体静力学 §5 作用在曲面上的静压力 x方向分力 y方向分力 强调：与平面区别（表述方法不同） §5作用在曲面上的静压力 §5作用在曲面上的静压力 压力体 压力体可以表述为：压力体是由受力曲面、液体的自由表面（或其延长面）以及两者间的铅垂面所围成的封闭体积。压力体是从积分式得到的一个体积，它是一个纯数学的概念，与这一体积内是否充满液体无关。 引入定义：如果压力体与形成压力的液体在曲面的同侧，则称这样的压力体为实压力体 如果压力体与形成压力的液体在曲面的异侧，则称这样的压力体为虚压力体。 练习题4： 阐述压力体的概念 〖例 2-3〗盛水容器底部有一个半径 的圆孔，并用半径 实心 圆球封闭。