测量原理根据流体平衡方程式.PPT

【学　习　重　点】 1、静水压强的两个特性及有关基本概念。 2、重力作用下静水压强基本公式和物理意义。 3、静水压强的表示和计算。 4、静水压强分布图和平面上的静水总压力的计算。 第一节 流体静压强及其特性 第二节 静水压强的分部规律 微六面体处于静止状态，则左右两面和前后两面的压强大小相等，方向相反，不作分析。 静水压强的度量 1.单位面积上受的静水压力 牛顿/米2 （N/m2）即帕斯卡（Pa） 2.液柱高度 米水柱（mH2O）或毫米汞柱（mmHg） 98000 N/m2 ＝10 mH2O＝735.3 mmHg 3.大气压的倍数 标准大气压 1atm＝101325 N/m2 ＝10.33 mH2O＝760mmHg 工程大气压 1at＝98000N/m2 ＝10mH2O＝735.3mmHg 4 水静力学基本方程的应用 等压面 液体中由压强相等的各点所构成的面（可以是平面或曲面）称为等压面，静止液体的自由表面就是等压面。 连通器 对于矩形平面，应用静水压强分布图可以求出作用在平面上静水总压力的大小为 P=Ωb （2—25） 式中Ω是静水压强分布图的面积，b和L分别是矩形平面的水平宽度和长度。静水总压力是平行力系的合成，根据静水压强的特性，静水总压力的方向垂直指向该平面。静水总压力的作用点D（又称压力中心）位于纵向对称轴上，D到底边的距离e为 （2—26） h1和h2分别是矩形平面上边和底边处的水深。这样作用在平面上静水总压力的三个要素——大小、方向、作用点都可以确定了。在应用式（2—26）进行计算时需要注意h1和h2的含义。 第七节 曲面上的静水总压力 作水平面1-2，它是等压面。由式(2-11)列等压面方程 p+ρ1gh1+ρ2gh2=pa M点的绝对压强为 p=p-ρ1gh1-ρ2gh2 （2-12） M点的真空或负压强为 pv=pa-p=ρ1gh1+ρ2gh2 （2-13） 如果U形管测压计用来测量气体压强时，因为气体的密度很小，式(2-19)到式(2-13)中的ρ1gh1项可以忽略不计。 若被测流体的压强较高时，用一个U形管则过长，可以采用串联的U形管组成多U形管测压计。通常采用双U形管或三U形管测压计。 图 2-12 三U形管测压计 三、U形管差压计 1.结构 U形管差压计用来测量两个容器或同一容器（如管道流体中不同位置两点的压强差。测量时，把U形管两端分别与两个容器的测点A和B连接，如图2-13所示。U形管中应注入较两个容器中的流体密度大且不相混淆的流体作为工作介质（即ρρA，ρρB）。 2.测量原理 若ρAρB ，U形管内液体向右管上升，平衡后，1-2是等压面，即p1=p2。由式（2-3）得： 因p1=p2 ，故 则 （2-14） 图 2-13 U形管差压计 若两个容器内是同一流体，即ρA=ρB=ρ1，则上式可写成 （2-15） 若两个容器内是同一气体，由于气体的密度很小，U形管内的气柱重量可忽略不计，上式可简化 （2-16） 四、倾斜微压计 1．结构 在测量气体的微小压强和压差时，为了提高测量精度，常采用微压计。倾斜微压计是由一个大截面的杯子连接一个可调节倾斜角度的细玻璃管构成，其中盛有密度为ρ的 液体，如图2-15所示。 在未测压时，倾斜微压计的两端通大气，杯中液面和倾斜管中的液面在同一平面1—2上。当测量容器或管道中某处的压强时，杯端上部测压口与被测气体容器或管道的测点相连接，在被测气体压强p的作用下，杯中液面下降h1的高度至0—0位置，而倾斜玻璃管中液面上升了L长度，其上升高度 2．测量原理 根据流体平衡方程式(2-3)，被测气体的绝对压强为