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流体静力学

流体静力学. 流体静压力及特征. 特性 1   流体静压力的方向沿作用面的内法线方向。. 特性 2 各方向力相等 静止流体中任一点的流体静压力只是该点坐标的函数，与其它空间方位无关。 故，静压强是空间点的 标量函数，即 p = p(x ， y ， z). 流体平衡微分方程式. 一、欧拉平衡方程式. —— Euler ， 1755. if. (*). 满足*式的 W(x,y,z) 为质量力的势函数. 等压面：. 三特性：. 1 、等压面也是等势面； dW=0 2 、在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直；

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流体静力学

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Presentation Transcript

  1. 流体静力学

  2. 流体静压力及特征 • 特性1   流体静压力的方向沿作用面的内法线方向。

  3. 特性2 各方向力相等 静止流体中任一点的流体静压力只是该点坐标的函数，与其它空间方位无关。 故，静压强是空间点的 标量函数，即 p = p(x，y，z)

  4. 流体平衡微分方程式 一、欧拉平衡方程式

  5. ——Euler，1755

  6. if (*) 满足*式的W(x,y,z)为质量力的势函数

  7. 等压面：

  8. 三特性： 1、等压面也是等势面； dW=0 2、在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直； 3、当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。

  9. 重力场中的平衡流体

  10. 不可压缩流体的静压强

  11. z —单位重量流体的位置势能；流体质点距基准面的高度，位置水头。 p/γ — 单位重量流体的压强势能；流体质点的压强水头。 z+ p/γ— 单位重量流体的总势能； 静水头或测压管水头。

  12. 静压强分布图 ——帕斯卡原理

  13. 标准大气压强分布 标准大气同温层压强分布

  14. 重要概念：绝对压强、计示压强、真空度

  15. 计量单位 • 应力单位： 1 Pa=1N/m^2 1 bar=10^5 Pa • 液柱高单位： mH2O, mmHg. h=P/ρg • 大气压单位： 1 atm＝760 mmHg ＝1.01325 bar ＝1.01325e5 pa

  16. 静压强的测量测压管

  17. p 0 p A h 1 h h ρ 1 2 ρ p U型测压计

  18. 差压计

  19. 微压计

  20. 金属压力表

  21. 压电晶体式传感器

  22. 液体的相对平衡 一、容器匀加速直线运动

  23. 等压面 静压强分布规律

  24. 特例

  25. 二、等角速回转运动

  26. 等压面 静压强分布规律

  27. 常见三特例 一、密封容器

  28. 二、容器盛满液体，顶盖中心接触大气

  29. 三、容器盛满液体，顶盖边缘接触大气

  30. 静止流体作用在固体壁面上的总压力 静水奇象 液体作用在平面上的总压力 在静止液体中，有一和液面呈夹角α的任意形状的平面 z轴和平面垂直 由流体静压强的特性知,各点的静压强均垂直于平面,构成了一个平行力系,因此,液体作用在平面上的总压力就是这一个平行力系的合力

  31. ◆液体作用在平面上的总压力 总压力的大小和方向 微元面积上的总压力 （面积矩　静矩） 积分得 ※液体作用在平面上的总压力等于一假想体积的液重，该体积是以平面形心的淹深为高、平面的面积为底的柱体。

  32. ◆液体作用在平面上的总压力 总压力的作用点（总压力的作用线和平面的交点　称压力中心） 由合理矩定理 总压力 对 轴的力矩等于各微元总压力对 ox ox 轴的力矩的代数和 （惯性矩　二次矩） 压力中心的y坐标

  33. ◆液体作用在平面上的总压力 根据平行移轴定理 代入上式得 压力中心的x坐标 工程实际中的平面往往是对称图形,一般不必计算压力中心的x坐标

  34. 几何平面图形的Ic、Xc和A

  35. 平衡流体对壁面的作用力

  36. 平衡流体对壁面的作用力

  37. 结果： 大小： 方向：

  38. 压力体

  39. 确定压力体的方法： （1）取自由液面或其延长线； （2）取曲面本身； （3）曲面两端向自由液面投影，得到两根投影线； （4）以上四根线将围出一个或多个封闭体积，这些体积在考虑了力的作用方向后的矢量和就是所求的压力体。 压力方向：压力体与流体在同侧，则方向向下，否则方向向上

  40. 阿基米德原理

  41. 液压机 常见液压机械

  42. 液力倍压器

  43. 液压千斤顶

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