《流体力学第二章》PPT课件

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1、2021/7/151第二章流体静压强与静压力第一节流体静压强及其特性第二节流体平衡的基本规律第三节重力作用下流体静压强的分布规律第四节作用于平面上的液体静压力第五节作用于曲面上的液体静压力2021/7/152流体的静止状态——流体质点间无相对运动，包括静止和相对静止状态，也称流体的平衡状态。§2-1流体静压强及其特性平衡状态下流体的受力特点一、流体的静止状态如：静止、匀速直线运动、匀加速直线运动、匀角速旋转运动。流体所受的表面力只有压力，即流体内部各部分之间、流体与壁面之间只存在压力作用。在静止和匀速直线运动下所受质量力只有重力；在匀加速直线运动、匀角速旋转运动

2、下除重力外，还有惯性力。2021/7/153二、流体静压强的定义——静止状态下的流体在单位面积或在某一点上受到的作用力。△A上平均压强：（N/m2）a点压强：（N/m2）2021/7/154三、流体静压强的特性特性2：任意一点流体静压强的大小与作用面的方向无关，只与该点位置有关。特性1：流体静压强的方向总是沿着作用面的内法线方向。p1p2p3pZKpnpx证明证明2021/7/155§2-2流体平衡基本规律一、流体平衡微分方程以x方向为例：表面力-质量力：由Fx=0，得：p(x,y,z)dzdxdyda´b´c´d´abcoxyz泰勒级数展开化简得:设单位

3、质量力为:X、Y、Z2021/7/156同理：流体平衡微分方程式（欧拉平衡方程式）：或方程式的综合式:证明2021/7/159常见等压面：液体的自由表面、互不相溶的两种液体的接触面。pa等压面等压面2021/7/1510§2-3重力作用下流体静压强的分布规律一、流体静力学基本方程式得质量力：在自由液面上：z=H，p=p0p0Hhzz00将质量力代入平衡微分方程综合式（均质流体）积分常数2021/7/1511静止液体内任意两点的压强差等于液体重度与该两点在液面下深度差的乘积。任意两点压强差液体重度p0•hA•液内任意点压强液面压强静止液体内任意一点的压强等于液面

4、压强加液体重度与该点在液面下深度的乘积。上式可写成：2021/7/1512用高度差表示深度差得：或：小结：液体静压强基本方程式有三种形式：适于同种、静止、连续液体p02h2z21h1z10z02021/7/1513图中3点的压强如何确定？思考题：分析：p0321h2h112pa2021/7/1514方程式的物理意义:z:任一点相对基准面的位置高度，简称单位位能，也称位置水头。p/：该点流体在压强作用下沿测压管所能上升的高度，简称单位压能，也称压强水头。z+p/：测压管液面距基准面的高度，也称测压管水头或单位势能。同种、静止、连续液体内，各点测压

5、管水头值相等。0012p0z1z2动画测压管2021/7/1515由方程式还可得如下推论：任一点的压强大小只与液面压强、流体重度、该点在液面下的深度有关，与容器形状无关；p0pa1hh'任一边界面上压强的变化，将沿深度等值地传到其他各点；若，则2021/7/1516在连续连通的静止液体内部，同一水平面上的压强值相等；Ap0BCD2021/7/1517高差不大时气体压强的计算：—液体静压强基本方程式适用于不可压气体，由于气体的重度很小，当两点高差不是很大时，可忽略气柱产生的压差：在气体中，各空间点的压强可认为是相等的。2021/7/1518答案：思考

6、题：图中各点的压强是否相等，2点压强为多少?1p023456流体静压强的分布规律意义：1.压强为表面压力与单位面积液体重量之和。2.深度相同的各点，压强相同。3.等压面为一平面。4.压强随深度呈线性分布，随着淹深的增加而增加5.液体中任意点压强随液面P0的变化而变化（帕斯卡静压传递原理）。6.流体个点势能相等。【2-1】水池中盛水如图所示。已知液面压强p0=98.07kN/m2，求水中C点，以及A、B点和池底D点所受的水静压强。ABCD1m0.6m【解】【2-2】容重为和的两种液体，装在如图所示容器中，各液面深度如图所示。若=9.807kN/m3，大

7、气压强pa=98.07kN/m2，求及pA。【解】如图所示容器中，两测压管的上端封闭，并为完全真空，测得Z1=50mm,求封闭容器中液面上的绝对压强Po及Z2之值。2021/7/1524二、压强的计算基准与度量单位绝对压强（p´）：以绝对真空为零点起算的压强相对压强（p）：以当地大气压强为零点起算的压强压强的大小有两种表示方法：总为正值可正、可负或为零相对压强与绝对压强之间的关系：1、压强的计算基准相对压强又称表压强。2021/7/1525Ah请问A点的相对压强和绝对压强？思考题：答案:2021/7/1526真空度（pv）：若流体内部某点的绝对压强小于当地的

8、大气压强pa，则其相对压