水力学第2章静力学精讲.ppt

第二章 水静力学 第一节 静止液体中的压强及其特性 1、压力与压强 1．静水压力 静止液体对其接触面的压力，用字母P表示。单位：牛顿（N）或千牛（kN） 2．静水压强 指单位受压面积上静水压力的大小，用字母p表示。单位：N/M2（帕斯卡、帕） 静止状态下，液体不存在切应力，也无法承受拉应力。 压强的特性 静水压强的方向必定是受压面的法线方向，并指向受压面。 液体内同一点的压强，其大小在各个方向上均相等。 第二节 液体静力学基本微分方程 液体静力学基本微分方程 （欧拉方程） 1、在任一流体（液体）中，建立坐标系； 2、任取一点O’； 3、从O’点沿x,y,z三个方向各延伸dx,dy,dz，得一微元六面体。 4、分析该六面体的静力平衡。 第二节 液体静力学基本微分方程 第二节 液体静力学基本微分方程 第二节 液体静力学基本微分方程 液体静力学基本微分方程 （欧拉方程） 第二节 液体静力学基本微分方程 液体静力学基本微分方程 （欧拉方程） 等压面 等压面方程 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 只有重力作用 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 例题1：如图所示，请问以下三个选项哪个正确？ 压强的表示方法 压强的表示方法 压强的表示方法 压强的表示方法 其它表示方式 以公斤力为单位——公斤力/cm2. 工程大气压（1公斤力/cm2） 标准大气压（北纬45度海平面的大气压强）0.101MPa 静水压强的测量方法 弹簧金属式 电测式 液位式（单管测压管、U型测压管、多管测压管） 压差计 第四节 作用在平面上的静水压力 两种求解方法： 解析法 图解法 解析法求解，作用在平面上的静水压力 解析法求解，作用在平面上的静水压力 解析法求解，作用在平面上的静水压力 总压力的大小等于受压面的形心处压强乘以其面积。 总压力的位置（作用点） 图解法求解，作用在平面上的静水压力 总压力的大小等于压强分布体的体积。 图解法求解，作用在平面上的静水压力 总压力的位置（作用点） 例题 如图一水闸（水深3米），闸门为矩形，与水平呈60度，长度2米、宽度3米试求闸门所受的水压力。 例题 如图一水闸（水深3米），闸门为矩形，与水平呈60度，长度2米、宽度3米试求闸门所受的水压力。 第五节 作用在曲面上的静水压力 二维曲面（柱面） 压力体 二维曲面（柱面） 压力体的概念 压力体的空间范围及其确定 从曲面上各点向0压强面作垂直投影，所有投影线就构成了一个空间实体，这就是压力体。 实压力体与虚压力体 实压力体：压力体与受压面在曲面的同一侧，曲面所受水压力的垂直分力的方向向下。 虚压力体：压力体与受压面在曲面的两侧，曲面所受水压力的垂直分力的方向向上。 例题2-4 例题2-4 例题2-4 例题2-4 作业 2-18、19、20 第二章 水静力学 第五节 作用在曲面上的静水压力 圆柱形压力罐，上下两半由螺栓连接。半径R＝0.5米，长度L＝2米，压力表读数pm＝23.72kPa 试求：（3）连接螺栓所受的总拉力 解： 根据上半圆筒的受力，可知：连接螺栓所受的总拉力与上半圆筒的水压力相平衡，大小相等、方向相反。 连接螺栓所受的总拉力为49.54 kN 虚液面 * * 第二章 水静力学 第二章 水静力学 第二章 水静力学 第二章 水静力学 同样道理： 第二章 水静力学 第二章 水静力学 第二章 水静力学 第二节 液体静力学基本微分方程 只有重力作用，单位质量力为： 则，等压面方程为： 等压面为：平面 解得： 水平面 第二章 水静力学 流体静力学基本方程 一般形式： 积分： 也即： 测压管水头 第二章 水静力学 边界条件： 液面处，压强已知 也写成： 第二章 水静力学 汞 水 等压面 第二章 水静力学 绝对压强 相对压强 相对当地大气压强的大小 当地大气压强 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第二章 水静力学 两种情况： 正压 负压 真空 真空值（度）： 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第二章 水静力学 液柱高：表示压强 水柱高（mmH2O、mH2O） 汞柱高（mmHg） 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第二章 水静力学 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第二章 水静力学 第三节 重力作用下静止液体中的压强分部规律 第二章 水静力学 第二章 水静力学 第四节 作用在平面上的静水压力 作用在平面上的静水总压力＝该平面形心处的压强×该平面的面积 第二章 水静力学 第四节 作用在平面上的静水压力 总压力的位置（作用点） 第二章 水静力学 第四节 作用在平面上的静水压力 第二章 水静力学 第四节 作用在平面上的静水压力