流体静力学ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 流体静力学,一、静压强在空间的分布,静止流体中，作用于某一点上的压强，用符号,p,表示。空间各点的静压强数值不同。,1,、任意点上的静压强,p,p,p,p,第二节 流体静力学一、静压强在空间的分布 静,1,2、流体微元的受力平衡,2.1 表面力,流体微团,x,z,y,a,b,c,d,A,2、流体微元的受力平衡2.1 表面力流体微团xzyabcdA,2,因流体处于静止状态,外力（表面力与体积力）之和为零,对,x,方向,2.2 体积力（质量力）,因流体处于静止状态,外力（表面力与体积力）之和为零对x方向,3,欧拉平衡方程,(单位质量流体所受的体积力和压力),力是矢量不可直接相加，,功是标量可直接相加。,欧拉平衡方程力是矢量不可直接相加，,4,在重力场中,，,单位质量流体所受体积力仅为重力,X,= 0,Y,= 0,Z,= -,g,(,Z,在,z,轴上与重力方向相反故取负号）,3、平衡方程在重力场中的应用,静力学方程适用条件：重力场中静止的、连续的不可压缩流体（密度为常数 ）,在重力场中，单位质量流体所受体积力仅为重力 3、平衡方程在重,5,流体静力学ppt课件,6,4、压强能与位能,4、压强能与位能,7,压强的表示方法,（1）直接按,压强的定义,：N/m,2,(,Pa,帕斯卡)、,千帕，kp,a,、兆帕，Mp,a,1兆帕=10,6,N/m,2,=10,6,p,a,(2)间接以,流体柱高度,表示：,( 为液柱高度要指明为何种流体),（3）以,大气压强,作为计量单位,1atm = 1.01310,5,p,a,= 760 mmHg = 10.33 mH,2,O,1at = 1 kgf/cm,2,=9.8110,4,p,a,=735.6 mmHg=10 mH,2,O,(atm 标准大气压，at 工业大气压),压强的表示方法 (2)间接以流体柱高度表示： ( 为液柱高,8,（1）绝对压强, 以绝对真空为基准,（2）表压,或,真空度,以大气压强为基准,表压,= 绝对压强-大气压,真空度,= 大气压强-绝对压强,5、压强的基准,大气压,绝对压强,绝对压强,表压,真空度,图 绝对压力、表压与真空度的关系,（1）绝对压强 以绝对真空为基准 （2）表压或真空度以,9,三、 压强及压差的静力学测量方法,1.,简单测压管,2.,U型测压管,三、 压强及压差的静力学测量方法 1.简单测压管2. U型测,10,静力学方程的应用,例题.,开口容器上层为油，下层为水， =0.7m, =800kg/m,3,水层高度 =0.6m，,=1000kg/m,3,(1)判断下列关系是否成立：,(2)计算水在玻璃管内的高度,h,油,静力学方程的应用油,11,油,解：,油解：,12,例题.,流向的判断,两容器直径,D,1,=1000mm,D,2,=400mm,容器1水面上的,真空度 = 1.33310,4,pa 维持不变，容器2为敞口，,阀门关闭时，水面高度,z,1,=2.5m,z,2,=1.5m。,问：（1）当阀门开启时，两液面能否维持不变？,（2）若不能维持原状，当重新达到平衡时，,液面高度各有何变化？,p,P,A,B,D,1,D,2,F,例题.流向的判断pPABD1D2F,13,解,：,（1）分析：,若两液面维持不变则液体处于静止状态，,两容器内任意两点总势能相等。,关于压强基准,的使用,因此以大气压,p,a,为基准，则,A,点压强为,p,v,B,点压强为0,若以绝对真空为基准，则以绝对压强直接代入，应为：,p,a,P,V,D,1,D,2,F,解：（1）分析：若两液面维持不变则液体处于静止状态，关于,14,现取,底面,和,大气压,作为位能和压强能的,基准,对B点：单位重量的总势能为,对A点：单位重量的总势能为：,结论：,p,a,P,V,A,B,D,1,D,2,F,现取底面和大气压作为位能和压强能的基准对B点：单位重量的总势,15,（2）,设液体重新静止达到平衡时，容器1水面上升了,h,1,，,容器2水面下降了,h,2,。,当达到平衡后液体静止状态，各点总势能相等 即：,容器1因水面上升增加的水体积即容器2减少的体积 即：,p,a,P,V,D,1,D,2,F,（2）设液体重新静止达到平衡时，容器1水面上升了h1， 容,16,3.1 U型管压差计,讨论：,3.1,U型管压差计所测读数,R,并不是真正的压差,P,，而,是,A,、,B,两点,虚拟压强差,P,A,B,基准面,指示液,i,U形压差计,z,B,z,A,被测流体,R,h,1,1,2,0,0,h,2,3.1 U型管压差计 讨论：AB基准面指示液iU形压差计,17,3.2 当 时，即两测压口位于同一水平面,3.3 若指示液密度小于流体密度必须采用倒U型管压差计,2,p,1,p,2,1,1,2,基准面,指示液,i,U形压差计,z,B,z,A,被测流体,R,h,1,3,4,0,0,h,2,3.2 当 时，即两测压口位于同一水平面 3.,18,用于两点压差较小的情况, 内装,两种密度相近,但不相溶的指,示剂 A、C, U管上顶装有扩大室“水库”。,A液面差大，,但C液面变化微小可认为维持等高,3.4.微差压差计,公式推导过程可参考天大或王志魁编的化工原理,P,1,P,2,用于两点压差较小的情况 U管上顶装有扩大室“水库”。3.4,19,四、应用静力学方程解题的注意事项及解题步骤,1、注意事项,重力场中静止的、连续的不可压缩流体（密度为常数 ）,2、解题步骤,（1）画出设备示意图,（2）画出基准水平线，确定适宜等高面,（3）根据等高面等压的原则列出相应方程式,（4）联立求解,作业： P56 习题：1、5、8,四、应用静力学方程解题的注意事项及解题步骤1、注意事项2、解,20,