第二部分 水静力学.pptVIP

静止（相对的概念）： 1 液体对于地球没有相对运动，处相对静止的状态 2 液体对于地球虽有运动，但液体与容器之间以及液体质点相互之间都不存在相对运动，而处于 相对平衡 状态。 静止液体不呈现切应力；液体几乎不能承受拉应力，所以，静止液体质点间的相互作用是通过 压应力(称静水压强) 形式呈现出来。 水静力学的主要任务：研究静水压强在空间的分布规律，并在此基础上解决一些工程实际问题。; 1．静水压强定义 静水压力 P（N, kN）：静止液体作用在与之接触的表面上的水压力称为静水压力。 作用位置：与之接触的固体边壁、 液体内部。 静水压强 ;思考： 平面上各点的静水压力方向？？ 曲面上各点的静水压力方向？？;(1) 静水压强方向垂直指向作用面。 (2)同一点各方向的静水压强大小相等 静止液体中某一点静水压强的大小与 作用面的方位无关。;（1）静水压强方向 垂直指向作用面;（2）证明;公式最后一项趋于零， 所以：;;§2—2 液体平衡的微  分方程及其积分 ;因X方向合力为0，所以有；;同理有：; 2．液体平衡微分方程的积分 ; 液体中各点压强相等的面称 等压面。 例：液体与气体的交界面。 处于平衡状态下的两种液体的交界面。 1)??平衡液体中等压面是等势面; 2) 等压面与质量力正交。 dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz)=0 Xdx+Ydy+Zdz=0 即 液体质点沿等压面移动ds 距离时,质量力F做的微功=0. 重力作用下的液体，等压面处处与重力方向垂直，近似认为是与地球同心圆的球面，球面的有限部分可当成水平面。但应是相连通的同种液体内的水平面。;§2-3重力作用下静水压强的分布规律; ;;水静力学基本方程常用表达式 说明： (1)?????静水压强随深度按线性规律增加。 (2)??液体内任一点的静水压强由两部分组成， 一部分是自由液面上的表面压强po； 另一部分是单位面积上的垂直液柱重量γh 。;通常建筑物表面和自由液面上都作用着当地大气压强pa，而当地大气压强值一般是随海拔高程及气温的变化而变化。 在工程技术中，当地大气压强的大小常用一个工程大气压来表示。其为735毫米水银柱或10米水柱对柱底的压强。; ;说明 ： 在实际工程中，建筑物表面和自由液面多为大气压强pa作用，所以，对建筑物起作用的压强仅是相对压强。 绝对压强和相对压强之间相差一个当地大气压强pa值。 绝对压强p’总是正值，而相对压强p可正可负。 当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强pa，即其相对压强为负值，则称该点存在真空。真空的大小以真空值pv或 真空度pv/γ 表示。;3 静水压强图示; 在实际工程中，建筑物表面和自由液面多为大气压强pa作用，所以，对建筑物起作用的压强仅是相对压强。 可只画相对压强图形，压强图形ABC对板产生压力P。 压强分布图的组成： 1 点压强的大小； 2 点压强方向； 3 外包线。 ;4．测压管高度、测压管水头及真空度 ; 把任一点的相对压强高度(即测压管高度)与该点在基准面以上的位置之和 称为 测压管水头。 图中A点的测压管水头便为：;静止液体，各点的测压管水头相等。 思考： 若在图中容器与水接触的边上连接多个测压管，各测压管的自由液面有什么关系？;静水压强的计量值可以有三种表示方法： 用应力强度表示； 用工程大气压表示； 用测压管高度(即液柱高度)表示。; 当容器的绝对压强p’=0的真空称为完全真空，其真空度为:;5．水银差压计 ; §2—4 几种质量力作用下液体的相对平衡;由边界条件x = z = 0 ,p = p0 C = P0对任一点B（x ，y ）;因为：tgα= —Δz/x tgα= a/g 所以 Δz = —a x /g ? 自由液面方程（p=p0）为： a x /g +z = 0 自由液面与水平面的夹角：α= arctg（a/g）; §2—5 作用在平面上的静水总压力 ; 任意形状 平面上的静水总压力P 的大小等于 受压面面积 与其 形心点所受静水压强 的 乘积。 思考: 任意受压面上的 平均压强 ??;2．总压力的作用点 ; D点一般在C点的下面; 只有当受压面水平(即sina=0