第2章—流体静力学

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1、第1章绪论（流体及其主要物理性质）工程流体力学第2章流体静力学第3章一元流体动力学基础第4章流动阻力和能量损失第5章孔口、管嘴管路流动主讲人：谢海英第6章气体射流第7章不可压缩流体动力学基础第8章绕流运动第9章相似性原理和因次分析12第二章流体静力学第一节—流体静压强及其特性第一节流体静压强及其特性一.流体静压强的定义第二节流体静压强的分布规律△P在流体内部或流体与固体壁面间所存在的单第三节压强的计算基准和量度单位位面积上的法向作用力称为流体的压力。当流体处于静止或相对静止状态时，流体的压力就称为第四节液柱测压计流体的静压力。第五节作用在平面上的流体静压力（1）流体内部作用在单位面积上的力第

2、六节作用在曲面上的流体静压力PdP单位：N/m2（Pa），KPa，plim第七节流体平衡微分方程A0AdAMpa。第八节液体的相对平衡（2）流体与固壁间34讲义1反证法第一节—流体静压强及其特性第一节—流体静压强及其特性二、流体静压强的特性2.各向等值性1.垂直性平衡流体中任意点的静压强的大小由该点的坐标位置决流体静压强的方向与受压面垂直并指向受压面，定，而与作用面的方位无关。即在平衡流体内部任意点上各方向的流体静压强大小相等。或流体静压强只能沿受压面的内法线方向作用。dPppppxyzndPdAdA56对于任一轴Fx0;Fy0;Fz0第一节—流体静压强及其特性

3、对于x轴pxpypzpn证明思11路pxdydz00pnAncos(n,x）fxdxdydz0261ppfdx0（1）取研究对象xnx3（2）受力分析当dx0;pp（3）导出关系式xn（4）得出结论得出结论pnpxpypz78讲义2第二节—流体静压强的分布规律第一节—流体静压强及其特性流体静压强的基本方程式（质量力仅有重力）因次，对于静止流体中任意点的静压强p，有pp(x,y,z)（1）取研究对象：倾斜的微小圆柱体（2）受力分析：轴向力的平衡压强p的全微分：（3）导出关系式pppP2P1Gcos0dpdxdydzxyzpd

4、ApdAgldAcos021lcoshpppgh212点相对于9p2p1gh1点的水深10第二节—流体静压强的分布规律第二节—流体静压强的分布规律p2p1ghzpp0g(z0z)p0hp0压强随深度不断增加；液面压强p0有所增减p0，则内部hp与∆h为线性关系；zA压强也相应地有所增减p0，或静止液体0z任一边界面上压强的变化，将等值地传到深度增加的方向是静止液体质量力的方向——重力作用方向其他各点（只要静止不被破坏）。oo基准面zppg(zz)php0000———水静压强等值传递的帕斯卡定律h静止液体中任

5、一点的压强等于表面大也是水压机、液压千斤顶、液压制动Az0z气压强与从该点到液体自由面的单位面积闸的基本原理上液注的重量之和。oo基准面压强的大小与容器形状无关。P18,例题2-1讲义3p第二节—流体静压强的分布规律zCgp2p0p静力学基本方程的物理意义g1ppg(zz)1001g2pp2ap0ppg(zz)zpp20020g1a对于单位重量流体而言：z122gzz——位置势能，简称位能，位置水头1zppp00z011z0z2z2102pzggg——压强势能，简称压能，压强水头1g00相对压强ppppz——总势能，测压管水头可从测

6、压管102paaappgzzz102上直接读取ggg流体静力学基本方程的能量意义是：在重力作用下平衡流p体中各点的单位重量流体所具有的总势能（包括位能和压能）zC————不可压缩流体的是相等的，即势能守恒。g静力学基本方程（能量形式）13测压管水头的含义敞口容器和密闭容器接上测压管后的不同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。测压管水头表示测压管水面相对于基p2p0准面的高度；pg12g在同一容器的静止液体中，所有各点的测压管水头均相等，均在同一水平z1面上，2z1测压管水头中的压强必须采用相对压00强表

7、示。测压管水头和静压水头1516讲义4连通器原理连通容器连通容器连通器被隔断pap0水平面是等压面的条件：AB水油1234静止液体均质56同一容器（连通）水银1718分界面、自由面和等密面气体压强的计算，等密面/等温面两种ρ不同，且互不混合的液体，在同一容器中处于静止状态，一般重在下，轻的在上，两种液体之间形成分由于气体的密度很小，在高差不很大时气柱产生的压界面。这种分界面既是水平面又是等压面。强