流体力学 少学时 何川 第二章流体静力学新.pptVIP

第二章 流体静力学 第二节 静止流体中的力平衡关系 第三节 重力场中流体静压强的分布规律 第四节 流体压强的度量 注意：当问题涉及流体本身的性质， 如采用气体状态方程进行计算时， 必须采用绝对压强。 1．绝对压强 定义： 以完全没有气体存在的绝对真空为零点算起的压强，称为绝对压强 表示符号： p 计算式： 液面压强绝对压强 流体密度 流体深度 第四节 流体压强的度量 2．相对压强 定义： 以当地大气压强为零点算起的压强，称为相对压强 表示符号： 计算式： 当地大气压强 流体密度为 ，深度为h的点上的绝对压强 可转化为 第四节 流体压强的度量 几种压强的基准以及它们之间的关系 相对压强在工程中可用表记的方式进行在线测量，故又被称为计示压强。 某一点的绝对压强只能是正值，不可能出现负值。但是，相对压强可能为正值也可能为负值。这取决于流体中某点处的绝对压强是大于还是小于当地大气压强。当相对压强为正值时，可用压力表测量，常称该压强为表压强或表压(即压力表读数)。当相对压强为负值时，称该压强为负压或称该点具有真空。负压的绝对值称为真空度(即真空表读数)，以 表示。即当 时， 第四节 流体压强的度量 以上几种压强的基准以及它们之间的关系可以用图2-12表示 图2-12（图2-10 ） 绝对压强、大气压强、相对压强的相互关系 物理学、工程热力学的基本定律中多采用绝对压强，而用以测量压强的仪表多是与大气相通的，或是处于大气环境中的，因此实际测量的是绝对压强与大气压强之差，这点在使用时要加以注意。 常识： 第四节 流体压强的度量 液柱单位 标准单位 度 量 压 强 常 用 单 位 二、压强的单位 工程单位 第四节 流体压强的度量 1、标准单位 压强的标准单位 帕斯卡 符号 Pa 换算关系： 1Pa=1N/m2， 1000Pa=1kPa， 106Pa=1MPa 工程单位 kgf／cm2。 第四节 流体压强的度量 2．液柱单位 测量和工程中有时采用液柱高度作为度量压强的单位。 常用的表示介质有 水柱和汞柱 其单位分别为 mH2O、mmH2O或mmHg 压强与液柱高度的关系为： 如： 第四节 流体压强的度量 3．工程单位 工程大气压 定义 kgf/cm2 是指海拔高度200m处正常气候条件 下的大气压强，其数值为每平方厘 米上作用1公斤力 单位 at 符号 转换公式 第四节 流体压强的度量 标准大气压是指温度为0℃时，海平面上的压强，其数值为760mmHg或101.325kPa 国际标准还规定了标准大气压（或物理大气压） 定义 表示符号 atm 换算公式 第四节 流体压强的度量 各压强单位之间的换算，参见表2-1 第四节 流体压强的度量 三、压强的测量 常用的测量压强的仪器有弹簧金属式、电测式和液柱式三种。由于液柱式测压计具有直观、方便和经济等优点，因而在工程上得到广泛的应用。 1、测压管（图2-13） A .原理: 测压管是一根玻璃直管，其一端连接在被测管路或容器侧壁，另一端开口直接与大气相通由于相对压强的作用，水在管中上升或下降，与大气相接触的液面相对压强为零。因此，只要根据测压管中液面上升的高度，即可测出油管路或容器内流体静压强的大小。 第四节 流体压强的度量 B 使用方法： 因M点的绝对压强为，M点的计示压强为。于是，用测得的液柱高度h，可得到容器中液体的计示压强及绝对压强。 C 适用范围： 测压管只适用于测量较小的压强，一般不超过9800Pa，相当于lmH20。如果被测压强较大，则需加长测压管的长度，使用很不方便。此外，测压管中的工作介质是被测容器中的流体，所以测压管只能用于测量液体的压强。 图2-13 （课本2-11）测压管 第四节 流体压强的度量 2、U形管测压计（图2-14） A 原理： 这种测压计是一个装在刻度板上两端开口的U形玻璃管。测量时，管的一端与被测容器相接，另一端与大气相通 B 使用方法： 如图2-14（a）所示，为测量高于大气压的计示压强。令被测流体与U形管中液体交界面为1，过1引水平线与右支管相交于2，由于1、2两点在连续均质流体的等压面上，所以，，根据流体静压强的计算公式有： 如图2-14（课本图2-12） （a）测量计示压强（b）测量真空 第四节 流体压强的度量 当被测流体是气体时，由于气体密度小， 这一项可以忽略不计。 由两式相等得 ， 计示压强为： 图（b）所示为测量小于大气压强的真空，其计算方法与上面上似，求得的绝对压强为： 真空度为： （a）测量计示压强（b）测量真空 (2-14)