12(国)流体静力学基础课件

1、1.2流体的静力学基础 1.2.1流体静压强及其特性 1.2.1.1流体静压强静压力处于相对静止状态下的流体内部及流体与容器壁面之间垂直于接触面的作用力静压强单体面积上流体的静压力,符号“ P ”,单位:N/m2( Pa )11.2流体的静力学基础 1.2.1流体静压强及其特性 1.2 静压强平均压强点压强2 静压强平均压强点压强21.2.1.2 静压强的特性(2)流体静压强处处垂直于固体壁面固体壁面对流体的反作用力必然垂直指向流体表面 (3)流体内部任一点的静压强大小与其作用面的方向无关 (1)流体具有各个方向上的静压强31.2.1.2 静压强的特性(2)流体静压强处处垂直于固体作用面界面液

2、体与气体的接触面液体与液体的接触面 两部分流体之间分界面 流体与固体之间接触面自由液面4作界面液体与气体的接触面液体与液体的接触面 两部分流体之间分1.2.1.3流体静压强的物理意义及量度(1)静压强的物理意义 静压强 静压能 单位体积流体的能量 静压头 (2)静压强的量度 国际单位工程单位N/m2或Paatm、at、mmHg、mmH2O 1atm=760mmHg=101325Pa=10332mmH2O1at=735.6mmHg=9.80665104Pa=10000mmH2O51.2.1.3流体静压强的物理意义及量度(1)静压强的物理意1.2.1.4绝对压强、表压强和大气压强以环境大气压为起点

3、计算的压强表压强绝对压强以绝对真空为起点计算的压强数值大于或等于零表压强 0,“正压”表压强 =0,“零压”表压强 (z1-z2)，则液面之下任一点的静压强为：作用在液面上的静压强可以传递到液体内部任何点帕斯卡定律 位能静压能若z1z2，则有p2p1,即：9（2）静力学方程的 讨论若p1代表作用在液体表面上的静压强压强相等的点组成的面等压面判断等压面的条件：只有重力作用下的等压面应是静止、连通而且连通的介质为同一均质流体的同一水平面。 自由液面 互不相混的两液体的分界面 流体与固体的水平接触面 2）令z1=z2,则p1=p2，它说明静止的密度相同且连续的流体中，同一水平面上流体静压强相等。10

4、压强相等的点等压面判断等压面的条件：只有重力作用下的等压面应3）自由液面下任意深度处的压强 4）对可压缩流体5）静力学方程的其它形式平衡液体中压强的分布规律：h，p静力学方程113）自由液面下任意深度处的压强 4）对可压缩流体5）静力学【例】封闭水箱如图所示。自由液面上的绝对压强p0122.6kPa，水箱内水深h3m，当地大气压Pa88.26kPa。求（1）水箱内绝对压强和相对压强的最大值。（2）如果78.46kPa，求自由液面上的相对压强、真空度或负压。相对压强：【解】（1）求压强的最大值 绝对压强：据静力学原理知：水箱底面的压强最大。12【例】封闭水箱如图所示。自由液面上的绝对压强p012

5、2.6(2)当P078.46kPa，其相对压强为:真空度:负压的绝对值13(2)当P078.46kPa，其相对压强为:真空度:负压的1.2.2.2二流体静力学方程窑炉中的热气体 的静力学方程: 或当z1z2时，有p1p2，上部截面的静压强大于下部截面考虑大气浮力的影响141.2.2.2二流体静力学方程窑炉中的热气体 的静力学方程:1.2.2.3流体静力学基本方程式的应用 （1）液压机的工作原理油压千斤顶的工作原理如图。按帕斯卡原理：用较小的力f，能举起较重的重物G，其增大的倍数，与大小直径比值（D/d）的平方成正比。151.2.2.3流体静力学基本方程式的应用 用较小的力f，能举（2）U形液柱测压计 U形测压计的工作原理如图。 1）测设备中两点的压差 被测流体为液体（工作液）据静力学原理16（2）U形液柱测压计（工作液）据162）测设备中的表压强被测流体为气体被测流体为液体 被测流体为气体 172）测设备中的表压强被测流体为气体被测流体为液体 被测【例】如图，若被测流