第二章 流体静力学.ppt

第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程内容提要1、大气浮力作用下气体静力学基本方程的形式2、大气浮力作用下气体静力学基本方程的使用条件3、大气浮力作用下气体静力学基本方程的物理意义第61页，共112页，星期日，2025年，2月5日第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程图2-10为一置于大气空间中盛有某种气体的容器或设备(如空调室、锅炉炉膛等)，现在用式(2-14a)对容器内的气体和容器外的大气分别列出静力学基本方程，即(1)(2)由式(1)减去式(2)，并注意到p－pa=pm为气体的相对压力，得(2-21)该方程的使用条件与式(2-14)相同。气体静力学基本方程的形式第62页，共112页，星期日，2025年，2月5日第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程图2-10大气浮力作用下的静止气体第63页，共112页，星期日，2025年，2月5日第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程①力学意义：式(2-21)中pm为容器内z高度处气体的相对压力，单位为牛顿/米2。(γg-γa)z为底面积为1高度为z的气体柱的重力γgz与其所受到的大气浮力γaz之差，即气体柱的有效重力，单位为牛顿/米2。式(2-21)表明，静止状态下的气体所受到的有效重力与其相对压力相平衡。由式(2-21)可以看出，对于热的气体，γg＜γa，γg-γa＜0，因此，热气体的相对压力pm沿高度方向是越往上越大，而越往下越小。第64页，共112页，星期日，2025年，2月5日第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程②能量意义：式(2-21)中pm为单位体积气体所具有的相对压力能，即流体的压力相对于大气所做的膨胀功，单位是焦耳/米3；(γg-γa)z为单位体积气体相对于基准面所具有的相对位能，即有效重力相对于基准面所具有的做功的本领，单位是焦耳/米3。式(2-21)表明，静止状态下的单位体积气体所具有的相对压力能与相对位能之和(相对势能)是守恒的。第65页，共112页，星期日，2025年，2月5日第六节大气浮力作用下气体的

静力学基本方程对于容器中的1、2两点，式(2-21)可以写成(2-22)第66页，共112页，星期日，2025年，2月5日第七节液柱式测压计原理内容提要一、测压管(单管测压计)二、U型管测压计三、U型管差压计四、斜管微压计第67页，共112页，星期日，2025年，2月5日第七节液柱式测压计原理根据流体静力学基本方程(2-17)得容器中A点的绝对压力为A点处的相对压力为一、测压管(单管测压计)图2-11测压管第68页，共112页，星期日，2025年，2月5日第七节液柱式测压计原理应当注意：(1)由于各种液体重度不同，所以仅标明高度尺寸不能代表压力的大小，还必须同时注明是何种液体的液柱高度才行。(2)测压管只适用于测量较小的压力，一般不超过10kPa。如果被测压力较高，则需要加长测压管的长度，使用就很不方便。(3)测压管中的工作介质就是被测容器(或管道)中的流体，所以测压管只能用于测量液体的正压，而对于测量液体的负压以及气体的压力则不适用。(4)在测量过程中，测压管一定要垂直放置，否则将会产生测量误差。第69页，共112页，星期日，2025年，2月5日第七节液柱式测压计原理(一)被测容器中的流体压力高于大气压力的情况：这时p＞pa，如图2-12(a)所示。1-2断面为等压面，即p1=p2，由式(2-17)，可得所以则容器中A点的绝对压力为(a)A点的相对压力为(b)二、U型管测压计第70页，共112页，星期日，2025年，2月5日第七节液柱式测压计原理(a)(b)图2-12U型管测压计第71页，共112页，