流体力学感受压力-流体静力学

工程流体力学流体静力学2.

感受压力流体静力学（一）流体静力学是研究流体平衡以及全部或部分浸在流体中的固体平衡的力学。流体质点与质点之间，以及流体质点与固体接触面之间没有相对运动的流体，都称为平衡流体或相对平衡流体。重力压力重力压力重力直线惯性力压力质量力重力离心惯性力压力质量力共同点：不体现粘性，无切应力静压力的方向与大小流体静压强及特性流体静压强及其特性流体静压强的方向必然重合于受力面的内法线方向。流体静压强及其特性(2)平衡流体中任意点的静压强值只能由该点的坐标位置来决定，而与该压强的作用方向无关。即：平衡流体中各点的压强只是位置坐标()的连续函数，与作用方向无关。即：静压力的表征与计算流体静力学方程流体平衡微分方程在平衡流体中取六面体流体微团，如图示。微团在质量力和表面力的作用下处于平衡状态。分析X坐标轴方向上各力的分量

质量力：表面力：欧拉平衡微分方程式表明了单位质量流体所承受的质量力和表面力沿各轴的平衡关系。

流体静力学基本方程将欧拉平衡方程式分别乘以dx、dy、dz，并相加在平衡流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。

特征：（1）等压面为等势面（等高面）。（2）等压面是一个垂直于质量力的面。

重力作用下的液体压强分布规律积分单位重量能量（Pa）绝对压强、相对压强、真空

压强p记值的零点不同，有不同的名称：以完全真空为零点，记为

p′绝对压强以当地大气压

pa

为零点，记为

p

相对压强为负值时，其绝对值称为真空压强。相对压强真空压强p=

p′-

paBA绝对压强基准A点绝对压强B点真空压强A点相对压强B点绝对压强相对压强基准O大气压强

paO压强流体能否达到绝对真空状态？若不能，则最大真空度为多少?位置水头、压强水头、测压管水头在静水压强分布公式

中，各项都为长度量纲，称为水头（液柱高）。

——

位置水头，以任取水平面为基准面

z=0

，铅垂向

上为正。

——

压强水头，以大气压为基准，用相对压强代入计

算。

——

测压管水头。

在内有液体的容器壁选定测点，垂直于壁面打孔，接出一端开口与大气相通的玻璃管，即为测压管。OO测压管内的静止液面上

p=0，其液面高程即为测点处的，所以叫测压管水头。测压管水头的含义问题与思考

问题：封闭水箱的测压管及箱中水面高程分别为▽1＝100cm和▽4＝80cm，水银压差计右端高程为▽2＝20cm。问左端水银面高程▽3为多少？

？▽3的大小由什么决定？▽3点的压力由什么决定？hp4封闭水箱的测压管及箱中水面高程分别为▽1＝100cm和▽4＝80cm，水银压差计右端高程为▽2＝20cm。问左端水银面高程▽3为多少？

解：U型管左侧水银面所在的水平面为等压面，依据题意，可得3点处的静压力为：所以：

惯性力作用下的静压相对平衡压力1.等加速直线运动流体的平衡在自由面：相对压强：边界条件：等压面为倾斜平面流体的相对平衡ogaxza由（惯性力）2.匀速圆周运动流体的平衡边界条件：在自由面：等压面为旋转抛物面zrogω2r由（惯性力）问题与思考（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析：

容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：作用于顶盖上的压强：