第2章流体静力学.pptVIP

本章主要内容 第一节 流体静压强及其特性 第二节 流体静压强的分布规律 第三节 压强的计算基准和量度单位 第四节 液柱测压计 第五节 作用于平面的液体压力 第六节 作用于曲面的液体压力 第七节 流体平衡微分方程 第八节 液体的相对平衡 本章教学要求 重点、难点 流体静压强分布规律 真空度 液柱式测压计测压原理 平面壁静水压力计算、水静压强分布图的绘制及图解法 曲面壁静水压力计算、压力体及其绘制 以地球作为惯性参考坐标系，当流体相对于惯性坐标系静止时，称流体处于绝对静止； 当流体相对于非惯性坐标系静止时，称流体处于相对静止状态。 第一节 流体静压强及其特性 一、流体静压强的定义 二、流体静压强的特性 一、流体静压强的定义 二、流体静压强的特性 方向特性：流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 大小特性：任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关，只与该点的位置有关。 方向特性 大小特性 第二节 流体静压强的分布规律 一、液体静压强的基本方程式 二、测压管水头 一、液体静压强的基本方程式 二、测压管水头 z 为该点的位置相对于基准面的高度，称位置水头。 p /γ是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度，称压强水头。 二、测压管水头 1、测压管 一端和大气相通，另一端和液体中某一点相接的玻璃管。 2、测压管水头 位置水头与压强水头之和 表示测压管水面相对于基准面的高度。 Z + p /γ = C 表示各点的测压管水头均相等。所有各点的测压管水面必然在同一水平面上。 第三节 压强的计算基准和量度单位 一、压强的两种计算基准 二、压强的三种量度单位 一、压强的两种计算基准 1、绝对压强 以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强，称为绝对压强。以 表示。 1) 采用相对压强基准，则大气压强的相对压强为零。即 2) p 0,称为表压强 3) p 0,称为负压，即出现真空 3、真空度 负压的绝对值称为真空度,即真空表读数,以 pv表示. 当 p 0 时， 真空度越大，压强越小。 压强的图示 二、压强的三种量度单位 1、压强单位 N / m2 ，Pa 。 kgf / m2 . MPa , 1 MPa =106 Pa . bar（巴），1bar= 105 Pa . 2、大气压的倍数 标准大气压 工程大气压 3、液柱高度 以一个工程大气压为例 第四节 液柱测压计 一、测压管、 U 形测压管 二、压差计 三、微压计 四、复式测压计 一、测压管 一根玻璃管，一端连接在需要测定的器壁孔口上，另一端和大气相通。与大气相接触的液面相对压强为零。这就可以根据管中水面到所测点的高度测得压强。 U 形测压管 二、压差计 根据 1 、 2 点为等压面得： 三、微压计 倾斜角度越小， l 比 h 放大的倍数就越大，量测的精度就更高。由此式还可知， γ 愈小，读数 l就越大。因此，工程上常用容重比水更小的液体，例如酒精以提高精度。 四、复式测压计 作业 2-5、2-6 、2-11、2-17 思考题 1、什么是静水压强？静水压强有什么特性？ 2、什么是等压面？等压面如何确定？ 3、水静力学基本方程的形式是什么？ 4、静止液体中沿水平方向和垂直方向的静水压强是否变化？怎么变化？ 思考题 5、请解释下列名词的物理意义：绝对压强，相对压强，真空和真空度，水头，位置水头，压强水头和测压管水头，并说明水头与能量的关系。 6、表示静水压强的单位有哪三种？写出它们之间的转换关系。 思考题 7、在什么条件下“水平面都是等压面”的说法是正确的？ 8、水管上安装一复式水银测压计如图所示。问 pl 、 p2 、 p3 、 p4 哪个最大？哪个最小？哪些相等？ pl 、 p2 、 p3 、 p4 哪个最大？哪个最小？哪些相等？ 习题2-25 第五节 作用于平面的液体压力 一、解析法 二、图解法 静水奇象 折合压强的计算方法 常见图形的几何特征量 2-33 某处设置安全闸门如图所示，闸门宽 b= 0. 6m ，高 h1= l m ，铰链 C 装置于距底处h2 =0. 4m ，闸门可绕 C 点转动。求闸门自动打开的水深 h 为多少米。 过程演示 二、图解法 1、水静压强分布图 2、图解法 1、水静压强分布图 水静压强分布图 水静压强分布图 水静压强分布图 2、图解法 作用于平面的水静压力等于水静压强分布图形的体积。 这个体积是以压强分布图形面积为底面积乘以矩形宽度 b 为高所组成。 力的作用点 P的作用点，通过Ω的形心并位于对称轴上。 在这一具体情况下， D 点在对称轴上，并位于水面下的 2/