流体力学第二章(20151017)课件

第二章

流体静力学王浩12519342.1流体静压强特性2.2流体的平衡微分方程——欧拉平衡微分方程2.3流体静力学基本方程2.4液体的相对平衡2.5作用在平面上的液体总压力2.6作用在曲面上的液体总压力2.7浮力、潜体和浮体的稳定2.8可压缩气体中的静压强分布规律本章概论2.1流体静压强特性静压强是个压应力

方向：垂直于作用面，并指向作用面

大小：同一点上各方向的静压强大小均相等2.2欧拉平衡微分方程

2.2.1流体的平衡微分方程欧拉平衡微分方程表明了处于平衡状态的流体中压强的变化率与单位质量力之间的关系，即对于单位质量来讲，质量力分量和表面力分量是对应相等的

2.2欧拉平衡微分方程2.2.2流体平衡微分方程的积分

2.2欧拉平衡微分方程2.2.3

等压面、帕斯卡定律

2.3流体静力学基本方程2.3.1重力作用下的流体平衡方程1、三种计量单位（1）从定义出发，单位面积上的力Pa（2）大气压的倍数标准大气压1atm=1.013X10^5Pa

工程大气压：1at=9.8X10^4Pa（3）水柱或水银高mH2O或mmHg

1at=10mH2O或736mmHg2、表示方法

绝对和相对压强

真空压强（大气-绝对）

2.3流体静力学基本方程2.3.2压强的计量单位和表示方法

2.3流体静力学基本方程2.3.3流体静力学基本方程的意义1、表示出各占静压强大小和方向的图称静压强分布图2、当液体密度ρ为常数时，静压强p只随淹没深度h而变化，两者成直线关系。因此在绘制压强分布图时，只需在两端点上绘出静压强后，连以直线即可。2.3流体静力学基本方程2.3.4静压强分布图

1、U形管测压计（测某点）

两端开口的U形管，一测连待测点的器壁小孔，另一测与大气连。如测量气体，弯曲部分放水或酒精，如测液体，可放不相混的某种液体。2、U形管压差计（测两点差）

两端与待测点的器壁小孔接通。2.3流体静力学基本方程2.3.5测压计

2.4液体的相对平衡

2.5作用在平面上的液体总压力2.5.1图解法（底边水平）

2.5作用在平面上的液体总压力2.5.2解析法（任意平面）2.6作用在曲面上的液体总压力总压力的大小和方向总压力的作用线Px的作用线通过Ax的压力中心；Pz的作用线通过VP的重心；P的作用线由Px、Pz作用线的交点和α确定将P的作用线延长至受压面，其交点D即为总压力在曲面上的作用点。2.6作用在曲面上的液体总压力压力体的概念1、压力体仅表示的积分结果(体积)，与该体积内是否有液体存在无关；2、压力体一般是由三种面所围成的体积，即

受压曲面（压力体的底面）；

自由液面或自由液面的延长面（压力体的顶面）；

由受压曲面边界向自由液面或自由液面的延长面所作的

铅垂柱面（压力体的侧面）。3、压力体的虚实性：

实压力体：压力体和液体在受压曲面的同侧，Pz向下；

虚压力体：压力体和液体在受压曲面的异侧，

Pz向上。

2.7浮力、潜体和浮体的稳定2.7.1阿基米德原理1、潜体平衡：重力等于浮力+重心浮心在一条沿垂线2、潜体的的稳定性：倾斜后恢复其原来平衡位置的能力

重心在浮心之下，重力与浮力形成转动力矩，稳定平衡重心在浮心之上，产生的力矩使潜体继续倾斜，不稳定平衡重心与浮心重合，不产生力矩，随遇平衡3、浮体的平衡：同潜体

浮体的稳定：具体分析，如浮体的重心在浮心上方，也可

能稳定2.7浮