流体静力学第四组

情景二锅炉汽包水位的测量小组分工：制作PPT：马凌云演讲：姚远搜集资料：董宏伟牛星宇作用在流体上的力1.表面力：作用于流体的表面和作用的面积成正比的力。切向分力表面力法向分力曲线运动质量力：2.质量力：作用于流体的每一质点上与质量成正比的力。重力惯性力直线运动流体上的作用力流体平衡的微分方程式

求流体平衡时的压强分布规律，从微元体的受力平衡关系着手，建立平衡微分方程式，然后通过积分得到基本规律应用到整个流体。1．方程的推导在静止流体中取出一微元正交六面体，微元体中心处压强p，坐标（x、y、z）

流体平衡的微分方程式流体平衡微分方程又称欧拉（Euler）平衡微分方程。物理意义：表明压强增加的方向和质量力作用方向是一致的。对于静止的流体，压强是沿着重力作用方向递增的。等压面微分方程式等压面方程 表明等压面的形状决定于单位质量力fx、fy、fz等压面三个性质：

等压面必与质量力正交等压面就是等势面两种不相混合液体的分界面必是等压面物理意义※当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位重量流体的总势能为常数。单位重量流体的位势能单位重量流体的压强势能之和为总势能对图中A点和B点列静力学方程或◆流体静压力基本方程流体静压力基本方程几何意义：测压管水头静止液体中任一点的位置水头与压强水头之和，即测压水头为常数。液体静压力分布的基本规律液体静压力等值传递规律（Pascal定律）；在重力作用下，液体内部的压强随深度h线性增加；在重力作用下，深度相同的各点静压强相同。等压面是一水平面；在重力流体中，任意一点的静压力由两部分组成：一部分是自由表面上的压力；另一部分是该点到自由表面的单位面积的流体重力。液体静压力分布图

按可画出绝对压强分布图。表面压强按帕斯卡定律，等值传递，加在相对压强分布图上。绝对压强：以完全真空为基准计量的压力。

计示压强：以当地大气压强为基准计量的压强。

真空：当被测流体的绝对压强低于大气压强时，测得的计示压强为负值，此时，流体处于真空状态。静压力的计算与测量一、静压力的计算标准二、静压力的计量单位压强的三种度量单位1.从压强的基本定义出发，用单位面积上的力表示。国际单位：Pa[N/㎡]

工程单位：kgf/㎡2.用大气压的倍数表示。标准大气压：atm(0℃，海平面)

工程大气压：at（1kgf/㎡）3.用液柱的高度来表示。水柱高度：mH2O

汞柱高度：mmHg常用换算关系：1atm=1.03323at=101325Pa=1.01325bar=760mmHg=10332.3mmH2O1at=98070Pa=10000mmH2O=735.6mmHg流体压强的量测是工程上最基本的要求。所有的流体机械在关键部位均要量测压强的大小，以保证安全运行。按作用原理不同，可分为1、液体测压计2、金属测压表机械式测量法3、电测法：传感器将压强转变为各种电学量（电压、电流、电容、电感等），利用各种仪器测量这些电学量，再经过相应换算求出压强值。三、静压力的量测1.测压管

结构最简单的液柱式测压计◆流体静压强的测量和液柱式测压计原理：直接用同种液体的液柱高度来量测液体中某一点的压强。量测范围：一般小于0.2at。2.U形管测压计

构造：如图所示，U形管一端与测点相连，另一端与大气相通，管内弯曲部分装有水银或其它密度较大而又不会混合的液体。测压管复式水银测压计（U形多管压力计） 如图所示，利用2－2、3－3、4－4等压面，即可求得U型多管压力计水测定两点间压强差的仪器a．π形比压计用于量测压差较小的情况b．U形比压计可测量两点较大的压差3.差压计测压表（PressureGage）

构造：最常用的是一种管环式测压表，里面有一根弯曲的黄铜管，当液体相对压强发生变化时，黄铜管发生变形，由齿轮带动指针发生变化。

弹簧管式波纹膜式1.液体作用在平面上的总压力在静止液体中，有一和液面呈夹角α的任意形状的平面z轴和平面垂直由流体静压强