《流体力学理论基础》PPT课件

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1、第3章流体力学理论基础3.1流体的平衡—流体静力学基础3.1.1平衡状态下流体中的应力特性3.1.2流体的平衡微分方程式3.1.3流体静力学基本方程3.1.4压强的表示方法及测压仪表3.1.5均质流体作用在平面上的液体总压力3.2理想流体运动的基本方程—流体动力学基础3.2.1连续性方程3.2.2伯努利方程3.3流动阻力基本概念流体的平衡—流体静力学基础3.1.1平衡状态下流体中的应力特性baAcBPn1、流体静压力方向必然重合于受力面的内法向方向2、平衡流体中任意点的静压强只能由该点的坐标位置决定，而与该压强作用方向无关。质量力（又称体积力）:均匀作用于流体质点

2、上,其大小与流体的质量成正比.重力、惯性力都属于质量力。表面力:相邻流体（或固体）作用于流体微团各个表面上的力,与作用面的面积成比例。表面力常用应力（单位表面力）表示。pxpzpypndzdybcadxyxzO质量力表面力（压力）3.1.2流体的平衡微分方程式m、m’为两个侧面的重心，而M为六面体重心，所以yzxMmm’a’b’c’d’abcd根据平衡理论：将欧拉微分方程各式分别乘以dx,dy,dz,整理得等压面：流体中压力相等的诸点连成的曲面3.1.3流体静力学基本方程1、基本方程质量力只有重力情况下p00012p2p1Z0Z2Z1h2h12、帕斯卡定律静止液体

3、任一边界面上压强的变化，将等值地传到其它各点。3、液体静力学基本方程的几何意义与能量意义zA、zB、zC、zD位置水头（比位能）测压管水头(计示水头，压力基准一个大气压）静压水头（压力基准完全真空）：papap0=0静压水头面OOABCD测压管水头面4、分界面、自由面、等密面均为水平面和等压面（前提条件：静止连续的同种液体)一封闭容器盛有ρ2（水银）>ρ1（水）的两种不同液体，同一水平线上的1、2、3、4、5各点压强哪点最大？哪点最小？哪些点相等？12•3•45空气3.1.4压强的表示方法及测压仪表一、压强的表示方法1、绝对压强（Absolutepressure）

4、：以完全真空作位零标准表示的压力P3、真空度（vacuum pressurepv）：某点绝对压强p

5、ometer）（1）测压管manometer-typetubeB测量范围：压强小于0.2工程大气压公式：真空计vacuummanometerpap0空气hv水斜管压力计(微压计Inclined一tubemanometer）αp1hlp2（2）U形测压管U一tubemanometerAhU形管真空计U一tubevacuummanometerH水银空气（3）复式测压计（multitubemanometer多支U形管测压计一般PA大于3个大气压时采用）工作液体为水银水银重度—γM水的重度—γWpB=pa+γMh1+(γM－γW)h2pC=pa+γMh1ABDh2h1Pa

6、C气体水pB=pD+γMh2pD=pC－γWh2（4）差压计differentialmanometerhABhahbCDPc=PA+γWhaA内装水B内装油封液为水银PD=PB+γMh+γoilhbPC=PDPA－PB=γMh+γoilhb－γWha（5）双杯式测压计（TwoCisternsmanometer）：上部盛油，下部盛水，当p1=p2时管内油水交界面高度差为H，p1>p2，h=?oHpapaoHh∆h∆hp2p1O’O’例1已知=800kg/m3,p1=64kpa,p2=79.68kpa求z=?poz21例2图中所示为选矿车间的气水分离器，其右侧

7、装一个水银U形测压管，Δh＝200mm，求水面高度H。解以O－O面为基准面，对A、B两点列静力学基本方程BHAhOO液封高度的计算生产中为了安全生产等问题常设置一段液体柱高度封闭气体，称为液封。作用：①保持设备内压力不超过某一值；②防止容器内气体逸出；③真空操作时不使外界空气漏入。该液体柱高度主要根据流体静力学方程式确定。例3：为保证设备内某气体压力不超过119.6kPa，在其外部装设安全水封(如图)，计算水封管应插入水面以下高度h0，当地大气压为100kPa。解：按要求当设备内气体压力达到119.6kPa时，使气体由出口管逸出，以此作为计算依据。选等压面0-0′

8、，在其上列