【文章內容簡介】 制成的。 圖 連通器情況一 流體靜壓強的分布規(guī)律 37 （ 2） 第二種情況，在連通器中盛有相同液體(γ1=γ2=γ)，但自由表面上的氣體壓強不相等（ p01≠p02），如 圖 ，此時，可寫出 A點左右兩側靜壓強平衡方程式 或 且 式 ()說明，對于盛有相同液體的連通器，其自由表面上的氣體壓強差，等于連通器兩容器中液體自由表面高度差所產生的壓強值。工程上常用的 U形管，就是根據這個原理測量壓強的。 22021101 hphp ?? ???hhhpp ?? ???? )( 12020121 hh ?（ 式 ） 流體靜壓強的分布規(guī)律 38 圖 連通器情況三 圖 連通器情況二 流體靜壓強的分布規(guī)律 39 (3)第三種情況，在連通器的兩個容器中盛有兩種不同的液體 (γ1≠γ2)，但自由表面上的壓強相等（ p01=p02），如 圖 ，在這種情況下 A點左右兩側靜壓強分別為 hhpp A 111011 ?? ???hhpp A 122022 ?? ???21 AA pp ??hhphhp 1220211101 ???? ?????∴ ∴ 2211 hh ?? ?1221???hh或 （ 式 ） 流體靜壓強的分布規(guī)律 40 帕斯卡定律 根據流體靜力學基本方程 可知，液面壓強 p0與液柱所具有的重量 γh無關，如果液面壓強 p0增大（或減小） Δp，則液體內任意點的壓強都將同時增大（或減?。┩瑯哟笮〉?Δp。 因此可以得出結論：靜止流體內任一點的壓強變化，會等值傳遞到流體的其他各點。這就是著名的帕斯卡原理。水壓機、液壓千斤頂及液壓傳動裝置都是利用這一原理設計的。 hpp ??? 0 流體靜壓強的分布規(guī)律 41 圖 ，有兩個尺寸不同，彼此連通的圓筒和一對活塞組成，筒內充滿水。已知大小活塞面積分別為 A A2，忽略兩活塞重量及其與圓筒摩擦力的影響，小活塞上加力 P1，在 P1的作用下，小活塞 A1上產生的靜水壓強為 按帕斯卡原理， p將等值傳遞到 A2上，所以 可見，大活塞上所產生的力 P2是小活塞作用力 P1的 倍。 11APp ?11222 PAApAP ??12AA 流體靜壓強的分布規(guī)律 42 【 例題 】 容重為 γa和 γb的兩種液體，裝在圖 ，各液面深度如圖所示，兩端自由液面上氣體壓強均為 p0，若 γb為已知，求 γa及 pA。 流體靜壓強的分布規(guī)律 43 在實際計算中，不同情況的流體靜壓強需采用不同的基準來計量。通常壓強的計算基準有以下兩個。 （ 1）絕對壓強 ：以沒有氣體分子存在的絕對真空狀態(tài)作為零點起算的壓強稱為絕對壓強，以符號表示。當要解決的問題涉及流體本身的性質時，采用絕對壓強，例如采用氣體狀態(tài)方程式進行計算時。在表示某地當地大氣壓強時也采用絕對壓強值。 壓強的測量 壓強的兩種計量基準 44 （ 2）相對壓強 ：以當地大氣壓 pa作為零點起算的壓強，稱為相對壓強，以符號 p表示。在工程上，相對壓強又稱表壓。采用相對壓強表示時，則大氣壓強為零，即 pa=0。相對壓強、絕對壓強和當地大氣壓強三者的關系是： 注意，此處的 pa是指大氣壓強的絕對壓強值。 （ 3）真空壓強 ：若流體某處的絕對壓強小于當地大氣壓強時，則該處處于真空狀態(tài)，其真空程度一般用真空壓強 pv表示。 appp ?? 39。 （ 式 ） 39。ppp av ??pp v ??（ 式 ） （ 式 ） 壓強的測量 45 圖 壓強之間的關系。在實際工程中常用相對壓強。這是因為在自然界中，物體均放置處于大氣壓中，所感受到壓強大小也是以大氣壓為基準的，在以后討論問題時，如不加以說明，壓強均指相對壓強。 壓強的測量 46 工程上常用的壓強計量單位有三種。 （ 1）應力單位 根據壓強的定義，用單位面積上的力來表示壓強的大小。在國際單位制中用 N/m2，即 Pa來表示。壓強很高時，用 Pa數值太大，這時可用 kPa或 MPa。在工程制單位中，用 kgf/m2或 kgf/cm2。 壓強的計量單位 壓強的測量 47 （ 2）液柱單位 壓強可用測壓管內的液柱高度來表示。將液柱高度乘以該液體的容重即為壓強。常用的液柱高度為水柱高度或汞柱高度，其單位為 mH2O(米水柱 )， mmH2O(毫米水柱 )和 mmHg（毫米汞柱）。 1mH2O = 9807N/m2 = 1000kgf/m2 1mmH2O = 1mmHg = 133N/m2 = 壓強的測量 48 （ 3）大氣壓單位 壓強的大小也常用大氣壓的倍數來表示，其單位為標準大氣壓和工程大氣壓。國際上規(guī)定溫度為 0℃ ，緯度 45176。 處海平面上的絕對壓強為標準大氣壓，用符號atm表示，其值為 ，即 1atm=。而在工程上，為了計算方便，規(guī)定了工程大氣壓，用符號 at表示，其值為 ，即 1at=。 換算關系為： 1atm = 101325Pa = = 760mmHg 1at = 98070Pa = 10mH2O ＝ 736mmHg 壓強的測量 49 表 算關系，以供換算用。 壓強 單位 標準大氣壓 （ 104kgf/m2） 工程大氣壓 （ 104kgf/m2） Pa （ N/m2） bar （ 105N/m2） mmH2O mmHg 換 算 關 系 1 101325 10332 760 101 1 104 104 103 101 9807 102 103 102 105 104 105 1 105 103 103 103 1 表 壓強單位的換算關系 壓強的測量 50 【 例題 】 如 圖 示的容器中，左側玻璃管的頂端封閉，其自由表面上氣體的絕對壓強 =，右端倒裝玻璃管內液體為水銀，水銀高度 h2=，容器內 A點的淹沒深度hA=。設當地大氣壓為 1at，試求：（ 1）容器內空氣的絕對壓強和真空壓強 p02V； (2)A點的相對壓強 pA；（ 3）左側管內水面超出容器內水面的高度 h1。 壓強的測量 51 流體壓強的測量儀器可分為三類：金屬式測壓計、電測式測壓計、液柱式測壓計。金屬式中壓強使金屬元件變形，從而測出表壓力（即相對壓強），量程較大。電測式利用傳感器將壓強轉化為電阻電容等電量，便于自控。液柱式測壓計方便直觀，精度較高但量程較小因而常用于實驗室測量，工程中也有應用。下面介紹幾種常見的測壓計。 液柱式測壓計 壓強的測量 52 測壓管 這是一種最簡單的量測儀器，一端連接在需測定的管道或容器的側壁上，另一端開口和大氣相通，如圖（ a） 所示。與大氣相接觸的液面相對壓強為零，根據液體在玻璃管中上升的高度 hA，可得出 A點相對壓強為 為了消除毛細作用對測壓管水面上升的影響造成讀數不夠準確的現象，一般規(guī)定測壓管的內徑不得小于5mm，通常采用直徑為 10mm左右的玻璃管作為測壓管。測壓管通常用來測量較小的壓力，一般不超2mH2O。當測量的壓強較大時，其解決辦法是采用容重較大的液體，這樣就可以使測壓管高度大大縮短。 AA hp ?? 壓強的測量 53 圖 測壓管及 U形測壓管 壓強的測量 54 U形管測壓計 如圖 （ b）、（ c）、（ d） 所示，一個內裝某種液體的 U形管，管子一端與大氣相通，另一端則與容器相連接，當一端與被測點 A連接后，在流體靜壓強的作用下， U形管內的液體就會上升或下降。 如果測定氣體壓強，可以采用 U形管盛水，如 圖 （ b） 。此時所測量的壓強為容器中氣體壓強值，因為在氣體高度不大時認為靜止氣體充滿的空間各點壓強相等。圖中 A點壓強恰好低于大氣壓，則其相對壓強或真空度分別為 ,39。AA hp ???,39。Av hp ?? 壓強的測量 55 如果測壓管中的液體壓強較大，對于水來說，測壓管高度太大，使用和觀測非常