工程流體力學(xué)課件2流體靜力學(xué)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 ghpp ??? 推論 平衡流體中，自由表面處壓強(qiáng) p0的任何變化都會(huì)等值地傳遞到液體中的任意一點(diǎn)上。 ? 連通器原理 水平面是等壓面的 條件 ： ? 重力液體 ? 靜止液體 ? 同一容器（連通） ? 同一介質(zhì) ? 局部范圍內(nèi) 水 油 水銀 p0 pa A B 1 2 3 4 5 6 連通容器 連通容器 連通器被隔斷 的靜力學(xué)基本方程 Cgpz ?? ?—— 不可壓縮流體的 靜力學(xué)基本方程 （能量形式） 對(duì)靜止容器內(nèi)的液體中的 2兩點(diǎn)有 Cgpzgpz ???? ?? 22112 p0 1 0 0 gp?11z2zgp?2一、流體靜力學(xué)基本方程 Cgzp ???? ? 物理意義 Cgpz ?? ?? 能量意義 單位重量流體 位置勢(shì)能，簡(jiǎn)稱位能 z 壓強(qiáng)勢(shì)能，簡(jiǎn)稱壓能 gp? 總勢(shì)能 gpz??流體靜力學(xué)基本方程的 能量意義 是：在重力作用下平衡流體中各點(diǎn)的單位重量流體所具有的總勢(shì)能（包括位能和壓能）是相等的， 即 勢(shì)能守恒 。 ?/ApAz?/BpBzO O ? 測(cè)靜壓只須一根測(cè)壓管 如果容器內(nèi)的液體是靜止的 ， 一根測(cè)壓管測(cè)得的測(cè)壓管水頭也就是容器內(nèi)液體中任何一點(diǎn)的測(cè)壓管水頭 。 ghp ?? appp ???（表壓強(qiáng)） 真空壓強(qiáng) 當(dāng)靜止流體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng) p’ 小于大氣壓強(qiáng) pa時(shí)，出現(xiàn)真空，所小的值為真空值，以 pv 表示。 ? 液柱式 液柱式測(cè)壓儀構(gòu)造簡(jiǎn)單，方便可靠，測(cè)量精度高，但量程小，一般用于低壓實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。 液柱式測(cè)壓儀表如下： ? 測(cè)壓管 ghp A ?? 當(dāng)測(cè)壓管所測(cè)壓強(qiáng)大于 2mH2O時(shí)，不便使用。 h 1 h 2 h 3 A ρ ρ ρ p ? 復(fù)式壓力計(jì)（多管測(cè)壓計(jì)） ，劃出等壓面 ，逐步推出未知面壓強(qiáng) ? 傾斜管微壓計(jì) p ρ A1 0 0 α L A2 h Δh )s in( ?? Lhgpp a ?????由 A1Δ h＝ A2L， 得 )( s i n)(1212AAgLLAAhgp ???? ???012 ?AA若取 ，則 ?? s ingLp ? 可見(jiàn)： 在適當(dāng)?shù)男A斜角下，即使待測(cè)壓強(qiáng)較小，在傾斜測(cè)管上也有可觀的讀數(shù)，從而使所測(cè)值更精確。 。 D. 205kPa 如圖所示的密閉容器中，液面壓強(qiáng) p0＝ ， A點(diǎn)壓強(qiáng) 為 49kPa，則 B點(diǎn)壓強(qiáng)為 多少 ,在液面下的深度為 多少 。 測(cè)壓管最小長(zhǎng)度為 。 H H H?H?PP3HH H H H h h h H? H?H?h?h?)( hH ??3/LLPPLex y 0 1. 總壓力的大小 AgyAghApP ds i nddd ??? ????? ?? AA y d AgdAgyP ???? s ins inApAghAygPCCC?????? s inhC為平面 AB的形心 C處的 淹沒(méi)深度 。 4. 壓力中心 結(jié)論 1. 平面上 靜水壓強(qiáng)的平均值 為作用面（平面圖形）形 心處的壓強(qiáng)。 【 例 】 矩形閘門 b h＝ 1m ， h0＝ 2m， 開(kāi)啟閘門的鎖鏈與水面成 45176。 上式要寫成 三、圖算法求解 blhhgAghP C ????? 2 21??—— 壓強(qiáng)分布圖的面積 bAP p?lhhgA p )(21 21 ?? ?其中 Pρ gh1ρ gh2h1h2αCDble?當(dāng)受壓平面為 矩形 ，且有一對(duì)邊平行于液面時(shí)，采用圖算法便于對(duì)受壓結(jié)構(gòu)物進(jìn)行受力分析。 壓力中心離底邊的距離為 le 31?三角形)(3)2(2121hhhhle???梯形【 例 】 矩形閘門 b h＝ 1m ， h0＝ 2m， 開(kāi)啟閘門的鎖鏈與水面成 45176。已知θ =60?， H=6 m,h=2m,h1=,不計(jì)閘門自重以及摩擦力，求開(kāi)啟單位寬度的閘門所需的提升力 FT。76438)3(3221c o s02121??????????? ?由平板右邊擋水長(zhǎng)度為： 【 解 】 右邊所產(chǎn)生的總壓力為： 作用點(diǎn)距平板下緣距離為： 相同； 不相同 大小不變；方向變；作用點(diǎn)不變。 h n Px Ax ?x z y A 結(jié)論 靜止液體作用在曲面上的總壓力在 x 方向分量 的大小等于作用在曲面沿 x 軸方向的投影面上的總壓力。 Vp A 結(jié)論 靜止液體作用在曲面上的總壓力的垂向分量的大小等于壓力體中裝滿此種液體的重量。 復(fù)雜柱面的壓力體 以曲線為下底，以自由表面或其延長(zhǎng)線為上頂，由曲線兩端點(diǎn)向上拉鉛垂線，所構(gòu)成的幾何形狀即為壓力體的平面圖形。這時(shí)不能化為單個(gè)合力，只能化為一個(gè) 合力 加上一個(gè) 合力偶 。 H1hb3ac2fe【 例 】 作出二維曲面 AB上的壓力體，并指明 垂直分力的方向。設(shè)圓柱體與固體壁之間無(wú)摩擦 。圓筒半徑 R=,l= p=。求容器壁上單寬靜水壓力及作用位置 。1 1 2 1g h g h??? 39。A,B兩容器位置高差為 1m。 1 )A B pp g h p g h h g h? ? ?? ? ? ? ? ?2( ) 1 1 a m H OA B pp p gh g? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ???解： 1解析法 1( 0 . 5 ) s in 6 0 2 . 8 1 5 mCh L L? ? ?1 0 0 0 9 . 8 2 . 8 1 5 1 . 5 2 . 5 1 0 3 . 2 7 k NCP g h A?? ? ? ? ? ? ?3( 1 / 1 2 ) 1 . 5 ( 2 . 5 )3 . 2 5 3 . 4 1 m3 . 2 5 1 . 5 2 . 5CDCCIyyyA??? ? ? ? ???由力矩平衡 1c os 60 = ( )11 7 mDT L P y LT? ? ? ???2圖算法 32111 [ sin 6 0 ( ) sin 6 0 ] 6 9 1 0 m2pA g L L L L?? ? ? ? ? ? ? ?36 9 1 0 1 . 5 1 0 3 . 2 7k NpP A B? ? ? ? ?11( 3 ) 9 m3 ( 2 )L L LeLL????c os 60 = ( )11 6. 67 mT L P L eT? ? ? ??? 矩形閘門寬度 B=，上緣 A處設(shè)有固定鉸軸，已知 L1 =2m， L=，忽略閘門自重，求開(kāi)啟閘門所需的提升力 T。求作用在 1m長(zhǎng)圓柱上的靜水總壓力大小及其作用方
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