工程流体力学-流体静力学.ppt

重力场中流体的平衡测量压差倾斜式微压计微压计系数，0.2、0.3、0.4、0.6、0.8U形管测压计还可用来测量流体的压强差容器中A,B点的位置高度一样两个容器中流体的密度U形管中工作液体的密度工作液体一般采用蒸馏水或者酒精◆流体静压强的测量和液柱式测压计重力场中流体的平衡解由等压面的关系知例如图２-１所示，一倒置的Ｕ形管，其工作液体为油，下部为水已知，求两容器中的压强重力场中流体的平衡解活塞重量使其底面产生的压强为列等压面方程由上式可解得重力场中流体的平衡解图中1-1,2-2和3-3均为等压面,根据流体静压强计算公式,可以逐个写出每一点的静压强,分别为将上式逐个代入下一个式子整理后得A,B两点的压强差例２-4如图所示，已知求AB两点的压强差重力场中流体的平衡解在F1,F2作用下,活塞底面产生的压强分别为图中a-a为等压面,题目中给出的第一个圆筒上部是计示压强,所以第二个圆筒上部的大气压强不必考虑，列等压面方程解上式得液体的相对平衡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代入压强差公式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积分得第四节液体的相平衡液体的相对平衡当时得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方程积分得平面和x轴的夹角为等压面为一簇倾斜平面由公式可以看出,质量力的合力仍然垂直于等压面◆等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡液体的相对平衡自由液面得代入得※形式上和绝对平衡的流体静压强的分布规律完全相同，但实质上两者是有区别的。在绝对平衡状态下，淹深仅仅和垂直坐标有关，而上述的相对平衡状态下，淹深不仅和垂直坐标有关，还和水平坐标有关。◆等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡◆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代入压强差公式积分得液体的相对平衡当时代入上式得等压面方程积分得等压面为旋转抛物面的等压面为自由液面◆等角速旋转容器中液体的相对平衡液体的相对平衡自由液面方程代入得特例一顶盖中心开口的旋转容器（离心式铸造机）流体受惯性力的作用向外甩,由于顶盖的限制,自由液面虽然不能形成抛物面,当压强分布仍为顶盖中心处边缘处◆等角速旋转容器中液体的相对平衡特例二顶盖边缘开口的旋转容器（离心式水泵、离心式风机）时得液体的相对平衡液体借助惯性有向外甩的趋势，但中心处随即产生真空,在开口处的大气压和真空形成的压强差的作用下,限制了液体从开口处甩出来,液面不能形成抛物面◆等角速旋转容器中液体的相对平衡液体的相对平衡解当汽车在水平路面上作等加速直线运动时,U形管两支管的液面在同一斜面上,设该斜面和水平方向的夹角为,由题意知由上式可解出两支管液面差的高度液体的相对平衡解等角速旋转容器中液体相对平衡时,流体静压强的通用公式为将顶盖上的边界条件时代入上式,可求得积分常数液体的相对平衡代入上式得作用在顶盖上的静水总压力为令,由上式可以解出静止液体作用在固体壁面上的总压力液体作用在平面上的总压力静水奇象在静止液体中，有一和液面呈夹角α的任意形状的平面z轴和平面垂直由流体静压强的特性知,各点的静压强均垂直于平面,构成了一个平行力系,因此,液体作用在平面上的总压力就是这一个平行力系的合力第五节静止流体作用在固体壁面上的总压力静止液体作用在固体壁面上的总压力总压力的大小和方向微元面积上的总压力积分得（面积矩静矩）※液体作用在平面上的总压力等于一假想体积的液重，该体积是以平面形心的淹深为高、平面的面积为底的柱体。◆液体作用在平面上的总压力第二章流体静力学工程流体力学第一节流体静压强及特性当流体处于平衡或相对平衡状态时,作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力,流体作用面上负的法向应力就是静压强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流体静压强及其特性特性二：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边长δx、δy、δz静压强Px、Py