流體靜力學(xué)ppt課件(2)(參考版)
2025-01-20 08:42本頁(yè)面
【正文】 。 流 體 力 學(xué) 補(bǔ)充二、浮體的平衡及其穩(wěn)定性 浮體的 平衡條件 和潛體一樣 。 流 體 力 學(xué) (a) (b) (c) 物體重心為 C點(diǎn)，浮心為 D點(diǎn)。 1． 作用于潛體上的浮力和重力相等，即 G＝ 。 潛體在有浮力及重力作用下保持 平衡的條件 是： gV? 潛體平衡的穩(wěn)定條件 是要使重心位于浮心之下。 解： 對(duì)曲面求總壓力應(yīng)分別求水平分力和垂直分力，然后再合成。 2?74036 47030 750 0222 ???? ar c t gFFar c t gzx?總水平分力： ? ????? NF x 5 8 8 0 01 9 6 0 07 8 4 0 0總垂直分力： ? ????? NF z 9 2 2 5 03 0 7 5 06 1 5 0 0合力 ? ? ? ? ?????? 109 400922 50588 00 2222 zx FFF058800a r c ta n a r c ta n 3 2 3 092250xzFF? ?? ? ? 流 體 力 學(xué) 例題 曲面形狀為 3/4個(gè)圓柱，半徑 r＝ m ，寬度為 1m ，位于水面下 h= m 深處。 D 流 體 力 學(xué) 合力 ? ? ? ? NFFF zx 996 40615 00784 00 2221211 ?????745061 50078 400 0111 ???? ar c t gFFar c t gzx?右部： 水平分力 NAghF xcx 19600)12(19800222 ?????? ?垂直分力 NFgVF zz 307 5021 122 ??? ?合力 ? ? ? ? NFFF zx 364 70307 50196 00 222 22 22 ?????作用線通過(guò)中心與鉛垂線成角度 。 流 體 力 學(xué) 圖 2 — 23 例 2 — 3 圖 水 水 2m 4m [解 ]分左右兩部分計(jì)算 左部：水平分力 NAghF xcx 78400)14(29800111 ?????? ?垂直分力 11 gVF z ??N6 1 5 0 0442119 8 0 0 2??????? ????? ? [例題 2— 4]如圖 2— 23。則 1z bb d dcP gV? ??? 2z b b d d aP g V? ???12z z zP P P gV?? ? ? ?負(fù)號(hào)表示 Pz方向與 Oz方向相反 ，即浮力。則 1x c xP gh A?? 2x c xP gh A?? 12 0x x xP P P? ? ? 流 體 力 學(xué) 坐標(biāo)方向是任意選定的，所以液體作用在潛體上總壓力的水平分力為零。 ABCAB BCzPPzABC 流 體 力 學(xué) 全部浸入液體中的物體，稱為潛體，潛體表面是封閉曲面。 ABzPPzd PAB延 伸 面壓力體疊加 對(duì)于投影面重疊的曲面，分開(kāi)界定壓力體，然后相疊加。 ABzPd PPzAB 流 體 力 學(xué) 虛壓力體 壓力體和液體在曲面 的異側(cè)，其上底面為自由液面的延伸面，壓力體內(nèi)虛空，習(xí)慣上稱為虛壓力體。 實(shí)壓力體 壓力體和液體在曲面 的同側(cè)，壓力體內(nèi)實(shí)有液體，習(xí)慣上稱為實(shí)壓力體。壓力體的界定方法是，設(shè)想取鉛垂線沿曲面邊緣平行移動(dòng)一周，割出的以自由液面（或自由液面的延伸面）為上底，曲面本身為下底的柱體就是壓力體。這條總壓力的作用線與曲面的交點(diǎn) 就是總壓力在曲面上的作用點(diǎn)。力體，記作上的液柱體積，稱為壓曲面— VabhdAA z?故 zP g V?? 說(shuō)明： AB zP作用在曲面 上的總壓力的垂直分力 等于其壓力體的液體重量?！?xc Ah上式說(shuō)明： 流體作用在曲面上總壓力的水平分力等于流體作用在該曲面的鉛垂投影面 上的總壓力。 PbD 流 體 力 學(xué) d AzdAxPxAxxZd Pzd Pxd PαPzO( y )ABF 設(shè)有一面積為 的二元曲面 ，其母線垂直于紙面，左側(cè)承受靜止液體壓力作用，如圖所示，在曲面上任 取 一微元面積 ，其形心點(diǎn)的淹沒(méi)深度為 ，則流體作用在微元上的總壓力 為 ABdAAhdP gh dA??dP zdPxdPxdAzdAdA??167。 流 體 力 學(xué) 圖算法 壓強(qiáng)分布圖 p g h?? 由 可知，壓強(qiáng)隨水深成線性分布，只要把上下兩點(diǎn)的壓強(qiáng)用線段繪出，中間以直線相連，就得到相對(duì)壓強(qiáng)分布圖。??s i n ,2。假設(shè)閘門的寬度 ，試求作用在閘門上的總壓力及其作用點(diǎn)。 幾種常見(jiàn)圖形的幾何特征量見(jiàn)下表。 總壓力的作用點(diǎn) 用力矩合成法 d s i n dD 2AAP y y P g y A??????可得 D x cy I y A?22dx c CAI y A y A I? ? ??Ix為面積對(duì) x軸慣性矩。 液體作用在平面上的總壓力 流 體 力 學(xué) s i n c c cP g y A g h A p A? ? ?? ? ? pc 為形心的壓強(qiáng)。 zxDh解 222rp g z cg?? ??? ? ?????邊界條件 0 , 0 ,z r p gh?? ? ?c g h??222rp g z g hg?????? ? ????? 流 體 力 學(xué) zxDh蓋板上各點(diǎn)有： z=0，則蓋板上各點(diǎn)的壓強(qiáng)分布為 2 2 2 222rrp g g h g hgg??? ? ? ??? ? ? ?????222200222DD rP p r d r g h r d rg?? ? ???? ? ???????2 4 2 2 2 26 4 4 4 1 6D D D DP g g h g hgg? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ????? 流 體 力 學(xué) Cy DyyAdACDCh hDh dPy xO?液體作用在微元面 上的微小壓力為 dA在幾何上面積 A 對(duì) x 軸的面積矩 d d s in dP g h A g y A? ? ???d s i n dAAP = P = ρ g y A???d cA y A y A??yc 為面積 A形心的縱坐標(biāo) , s incchy ??為形心的 淹沒(méi)深度。如下圖所示。 ag.,? ??mf 等壓面（包括自由表面）是與水平基面成傾角 的一族 平行平面，這族平面應(yīng)與單位質(zhì)量力 相垂直。 一族傾斜的平面 又由 ()ap p ax gz?? ? ? 流 體 力 學(xué) yzo水平基面 a?ma?g????a例 ：如圖所示，盛有液體的容器沿著與水平基面成 角的斜面向下以勻加速度 作直線運(yùn)動(dòng)。 zw R H ω2R2 2g 1 2 ω2R2 2g 1 2 O z0 p? 流 體 力 學(xué) 測(cè)壓管水頭 222rp g z cg?? ??? ? ?????由 得 上式表明，在同一柱面（ r為定值）上，測(cè)壓管水頭相等。 167。 盛有液體的圓柱形容器，靜止時(shí)液體的深度為H，
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1