流体流动3、4

1、一、教学课题：第一章流体流动第二节流体静力学二、教学目的：通过学习,掌握压强的定义、绝对压强、表压与真空度的表示方法、流体静力学根本方程的推导与讨论三、课时：2h,2h,第 4 4 次第 7 7 周 10.1710.17 日星期三 C24C243.43.4 节第 4 4 次第 7 7 周 10.1810.18 日星期四 C23C231.21.2 节四、课型：新课五、教具：白板笔、多媒体、激光笔六、教学重点：压强的定义、绝对压强、表压与真空度的表示方法、流体静力学根本方程的推导与讨论教学难点：液体压强的表示方法、流体静力学根本方程的推导与讨论七、教学方法和手段：主要以讲授为主,图表教学为辅.八、

2、主要内容：同学们好！上次课我们学习了流体流动第一节概述,请几位同学往返忆下上次课的内容1、流体力学：流体静力学和流体动力学2、在工程流体力学主要应用有：流体在设备或管路内压强的变化与测量,液体在设备内液位的测量,设备的液封等.3、密度公式、气体密度：=m/V=PM/RT4、牛顿粘性定律公式,粘度单位及物理意义5、粘度与温度、压强的关系：液体的粘度随温度升高而减小,压强变化时,液体的粘度根本不变气体的粘度随温度升高而增大,随压强增加而增加的很少同学们,上次课我们了解到流体力学包括了静力学与动力学,在静力学中我们主要掌握设备或管路内压强的变化与测量,那么今天我们就要进行对流体静力学的一个探讨与学习

3、,请同学们翻到教材 18 页,第二节流体静力学今天主要掌握两个方面内容：一、流体的压强掌握1、压强的定义2、压强的表示方法绝对压强、表压与真空度二、流体静力学根本方程掌握1、方程的推导2、方程的讨论一、流体静压强压力1、定义：流体垂直作用于单位面积上的静压力.法向力p=P/AN/m2Pa使界面的面积缩小并趋于一点：2、流体静压强的单位：在 SI 制中压力单位 Pa:1kPa=103Pa=106mPa设容器底面积为 Am2 液柱高 hm,液体密度kg/m3,那么液体作用在底面的力为 PN 等于液柱重量：P=mg=AhgN作用在单位底面上的压力：p=P/A=hgN/m2当液体一定,P、g 一定为常

4、数,所以可用高度 h 的大小表示压力 P 的大小:h=p/gm常用压力单位的换算1atm=1.013x105Pa=1.033at=760mmHg=10.33mH2O1at=9.81x104Pa=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O1bar=105Pa=1.013at=750mmHg=10.13H2O需要记住以下常用数据：1atm101330Pa10.343、液体压强的表示方法重、难当设备内实际压强绝压等于外界大气压时,压力表读数为 0.当设备内绝压大于外界大气压时,压力表读数说明绝压与外界大气压之差.P 表=P 绝P 大当设备内绝压小于外界大气压时,真空表读数说明外界大气压与绝压

5、之差.P 真=P 大P 绝真空度越大,绝压越小,真空度又称负表压.表压、真空度和绝对压强基准：绝对真空零压和大气压强绝对压强：以绝对真空零压为基准量得的压强相对压强：以大气压强为基准量得的压强,表示为表压或真空度.具体换算见 P181）.以绝对真空为基准、2）.以当时当地压力为基准=1.033工程大气压=760mmHgSI 单位3真空度真空表的读数绝对压强=大气压强-真空度绝对压强、真空度、表压强的关系为当用表压或真空度来表示压强时,应分别注明.如:4X103Pa真空度200KPa表压表压=绝对压强一大气压强真空度=大气压强一绝对压强=-表压例题：P15、1-1P18、1-3例题：在兰州操作的

6、苯乙烯真空蒸储塔塔顶真空表读数为 80kPa,在天津操作时,真空表读数应为多少？兰州地区的平均大气压 85.3kPa,天津地区为 101.33kPa.解：维持操作的正常进行,应保持相同的绝对压,根据兰州地区的压强条件,可求得操作时的绝对压.解：绝压=大气压-真空度=85300-80000=5300Pa真空度=大气压-绝压=101330-5300=96030Pa二、流体静力学方程同学们,我们知道由于流体处于相对静止状态,所以流体所受的质量力只有重力,而重力就是地心吸力,是可以看作不变的,但静止流体内部各点的压力是不同的,所以实质上是讨论流体内部压力变化的规律,所以,用于描述这一规律的数学表达式称

7、为流体静力学基本方程.1、方程的推导：重点大气压强线绝对零压线对压强在 1-11-1截面受到垂直向下的压力：PP1A在 2-22-2截面受到垂直向上的压力：p2p2A小液柱本身所受的重力：GmgVgAzAz1z z2g g小液柱处于静止状态,P1p1AP2PAz1z2g02、讨论：1、应用条件：1一般适用于 p 为常数的静止单相连续液体2位置越低压强越大处于同一静止连续流体内部同一水平面上各点的压强相等等压面假设P1=P2,P2=P-P=P0+pgh,当P0一定时,hf-PT,即静止流体中任一点的压力与流体密度p和所处高度h有关,与容器形状无关.3当液面上方的压强改变时,液体内部的压强也随之改

8、变即：P0 发生变化时,会以同样大小传递到液体内部-帕斯卡原理,应用：水压机、液压传动装置等.例题：P20例 1-4：如下列图：常温下 P2-P1=9810Pa,取水的密度 p=1000Kg/m3,汞密度 p,=13600Kg/m3,求 P2-P1 相当于多少米水柱？多少米汞柱？解：(1)(1)判断题给两关系是否成立.A,A A 在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上(PAPA因 B,BB,B虽在同一水平面上,但不是连通着的同一种液一一.一,.、.体,即截面 B-BB-B不是等压面,故pBpB不成立.(2)(2)计算水在玻璃管内的高度 h hPAPAP PA和 P PA又分别可用流体静力学方

9、程表示设大气压为巳研究流体处于静止状态下的平衡关系压强常数 P=P0+pgh水平、连续、静止、均一不可压缩性流体.1-51-8 十、教后记1、浆纸 23 班上课时针对静力学方程有争论,对压强常数 P=P0+pgh 中有 P2、P1 转化为?1、概念?2、推导?3、讨论九、作业：?P69:P、P0 有点难理解,其实这就是一个代数而已,或者说一个符号,静力学方程等于一个常数的意思就是一个数值,比方等 2.在 24 班讲解例题的时候那么同学们容易接受与理解了.以后如何化繁为简、化难为易,以后教学过程中多注意.2、浆纸 23 班蒋哲豪上课打瞌睡其他人在课堂上讨论,非常活泼,课后还说好似是的吧！上课提醒了他还继续瞌睡,