流体力学-流体静力学

流 体 力 学 第 二 章 流 体 静 力 学流 体 静 力 学 绝 对 静 止相 对 静 止静 止 流 体 在 外 力 作 用下 的 平 衡 规 律 流 体 力 学 流 体 静 力 学 概 述一 、 流 体 静 压 强 特 性二 、 重 力 场 中 流 体 静 压 强 的 分 布三 、 作 用 在 壁 面 上 的 流 体 静 压 力 流 体 力 学 流 体 静 压 强 的 特 性 1 s P S B SPp S 0lim流 体 静 压 强流 体 静 压 强 的 方 向 垂 直 于作 用 面 ， 并 指 向 流 体 内 部 流 体 力 学 流 体 静 压 强 的 特 性 2 静 止 流 体 任 意 点 处 静 压 强 的 大 小 与 其 作 用 面 方 位 无 关 ， 只 是 作 用 点 位 置 的 函 数dxdydzf 61 dydzpx 21 dxdzpy 21 流 体 力 学 流 体 静 压 强 的 特 性 3dxdypz 21 Apn zyxfp ,理 想 流 体 中 压 强 的 特 性 ？ zyxfp ,理 想 流 体 压 强 流 体 力 学 静 止 流 体 平 衡 微 分 方 程 1zyxf yypp 21 yypp 21xxpp 21 xxpp 21 zz pp 21 zzpp 21 流 体 力 学 流 体 力 学 流 体 力 学 1 01 01 0 xyz pf xpf ypf z 静 止 流 体 平 衡 方 程 欧 拉 平 衡 方 程流 体 平 衡 的 微 分 方 程 式 4 流 体 力 学 力 势 函 数 yxy z z xffy xf fz yf fx z 力 势 函 数 W (x, y, z), ,x y zW W Wf f fx y z 1 01 01 0 xyz pf xpf ypf z 流 体 力 学 等 压 面 0dW f ds 等 压 面 微 分 方 程等 压 面 处 处 与 质 量 力 合 力 垂 直W const等 压 面 即 为 等 势 面p const 流 体 力 学 2.3重 力 场 中 静 止 流 体 压 强 分 布条 件方 程 01 01 01 zpf ypf xpfzyx gdzdp 压 强 只 是 z 的 函 数 ， z 方 向 压 强 梯 度 为 负 流 体 力 学 不 可 压 缩 流 体 压 强 分 布gdzdp 均 质 不 可 压 缩 流 体ghpp 21 ghpp a 1p gz const 流 体 力 学 不 可 压 缩 流 体 压 强 分 布ghpp a 1 公 式 的 意 义 ghpp 21 流 体 力 学 几 何 意 义 和 能 量 意 义 1 Cpz 同 一 种 静 止 流 体 中 任 意 点 的 z + p/ 总 是 常 数几 何 意 义 z p gz const 流 体 力 学 几 何 意 义 和 能 量 意 义 2p pz 流 体 力 学 几 何 意 义 和 能 量 意 义 2Cpz 同 一 种 静 止 流 体 中 各 点 水 静 能 头 均 相 等 流 体 力 学 几 何 意 义 和 能 量 意 义 4能 量 意 义 z p pz同 种 静 止 流 体 中 各 点 的 总 势 能 相 等Cpz 流 体 力 学 帕 斯 卡 原 理ghpp 21 1 2p p 充 满 液 体 的 连 通 器 内 ， 一 点 的 压 强 变 化 可瞬 时 间 传 递 到 整 个 连 通 器 内 F1=ps1 F2=ps2 s1 s2 流 体 力 学 可 压 缩 流 体 压 强 分 布 gdzdp 密 度 随 压 强 变 化 ， 需 给 出 压 强 、 密 度 的 关 系 0RTp 基 本 方 程 gRTpdzdp 0 2 12 1 0( )exp g z zp p RT 流 体 力 学 可 压 缩 流 体 压 强 分 布 例 题gdzdp gdhdp gdhdE V dhEgd V2 ghE Ev v00 ddpEV 流 体 力 学 可 压 缩 流 体 压 强 分 布 例 题gdhdp ghE Ev v00 dhghE gEdp v v00 ghE EEp v vv 0ln 流 体 力 学 2.4 压 强 测 量 基 准 流 体 力 学 绝 对 压 强 、 表 压 、 真 空 压 强 am ppp ppp av 流 体 力 学 大 气 压 强 的 测 量 pa pv H 1标 准 大 气 压1.013105Pa760mmH gH 流 体 力 学 压 强 的 单 位： 。： 大 气 压 (at、 atm), 巴 (bar), 液 柱 高 度 。2/11 mNPa 1atm = 1.013105Pa = 760 mm(H g) = 10.33 m(H 2O)标 准 大 气 压1at = 1kgf/cm2 = 0.981105Pa = 10 m(H 2O)工 程 大 气 压 流 体 力 学 液 柱 式 测 压 计测 量 压 强 的 仪 表 。 按 原 理 可 分 为 ： 流 体 力 学 单 管 测 压 计 1ghpAm 单 管 测 压 计 特 点 流 体 力 学 U型 管 测 压 计 11122 ghghpAm 流 体 力 学 U型 管 测 压 计 2U型 管 测 压 计 特 点 1122 ghghpAm 22gh 流 体 力 学 差 压 计 113322 ghghghpp BA 流 体 力 学 倾 斜 式 测 压 计 （ 微 压 计 ）通 常 用 来 测 量 气 体 压 强2 1 1sinAmp gl gh sin1hl 流 体 力 学 等 角 速 转 动 液 体 平 衡非 惯 性 系 ， 相 对 静 止 问 题 01 pf 相 对 静 止 平 衡 微 分 方 程 流 体 力 学 相 对 静 止 平 衡 微 分 方 程 01 pag 01 01 01 zpag ypa xpa zyx 流 体 力 学 等 角 速 转 动 液 体 的 平 衡 1 01 01 01 zpag ypa xpa zyx 流 体 力 学 等 角 速 转 动 液 体 的 平 衡 2等 压 面 Crgz 222 222 rgz gdzydyxdxdp 22 流 体 力 学 等 角 速 转 动 液 体 的 平 衡 3压 强 分 布 gdzydyxdxdp 22 Cgzrp 222 0222 pgzrp zgrgpp 2 220 p0 流 体 力 学 2.6 作 用 在 平 面 上 的 流 体 静 压 力 X Y y x dA (xc , yc) 11C AC Ax xdAAy ydAA Ax dAyI 2 2x xc CI I y A 流 体 力 学 作 用 在 平 面 上 的 总 压 力 AghpF C 0 sinCC yh 流 体 力 学 压 力 中 心 （ xD， yD） 1平 行 力 系 对 x 轴 的 力 矩 之和 等 于 合 力 对 x 轴 的 力 矩 FyydF D 流 体 力 学 压 力 中 心 （ xD， yD） 2压 力 中 心 yD 0 sinsinXCD C CI gy y p g y A 表 压 压 力 中 心 yD XCD C CIy y y A CD CD hh yy 流 体 力 学 压 力 中 心 （ xD， yD） 3表 压 压 力 中 心 xD FxxdF D xycD C CIx x y A CD xx 流 体 力 学 平 面 上 的 流 体 静 压 力 例 题 流 体 力 学 平 面 上 的 流 体 静 压 力 例 题 1FCF g Ah N1023.1441108.910 623 AyIyy CxCCD 441 dIxC 流 体 力 学 平 面 上 的 流 体 静 压 力 例 题 160sinCC hy 24 225.060sin10 225.060sin10 Dy m6366.11 CD yyFM mN1007.1 5 流 体 力 学 平 面 上 的 流 体 静 压 力 例 题 2 AghpF Cs Aygp gIyy Cs xCCD sinsin 流 体 力 学 平 面 上 的 流 体 静 压 力 小 结计 算 中 要 注 意 的 问 题 流 体 力 学 等 压 面 思 考 题一 圆 桶 中 盛 有 水 ， 静 止 时 自 由 面 为 _当 圆 桶 以 匀 角 速 度 绕 中 心 轴 旋 转 时 ， 自 由面 为 _。 流 体 力 学 平 板 静 压 力 思 考 题四 种 敞 口 盛 水 容 器 的 底 面 积 相 同 ， 水 位 高相 同 。 容 器 中 水 的 重 量 比 为 （ 自 左 向 右 ）9:1:10:2， 确 定 底 部 所 受 总 压 力 流 体 力 学 小 结 1流 体 静 压 强 的 特 性绝 对 压 强 、 计 示 压 强 、 真 空 压 强 流 体 力 学 小 结 2液 柱 式 测 压 计几 个 概 念 流 体 力 学 小 结 3公 式 01 pf 01 pag 01 pg 流 体 力 学 小 结 4 ghpp 21 流 体 力 学 小 结 5 AghpF C 0 sinCC yh 0 sinsinXCD C CI gy y p g y A XCD C CIy y y A CD xx