第二章流体静力学

第二章流体静力学Tag内容描述：<p>1、第二章 流体静力学 2-1 平衡流体上的作用力 2-2 流体平衡的微分方程 2-3 重力场中的平衡流体 2-4 静压强的计算与测量 流体力学基础部分 第二章 流体静力学 流体静力学着重研究流体在外力作用下处于平 衡状态的规律及其在工程实际中的应用。 这里所指的静止包括绝对静止和相对静止两种。 以地球作为惯性参考坐标系，当流体相对于惯性坐 标系静止时，称流体处于绝对静止状态；当流体相 对于非惯性参考坐标系静止时，称流体处于相对静 止状态。 流体处于静止或相对静止状态，两者都表现不出 粘性作用，即切向应力都等于零。所以，流体静力 学。</p><p>2、第2章 流体静力学 流体静力学研究流体静态平衡时的力学规律以及 这些规律在工程技术中的实际应用。 静态平衡是指流体在宏观上没有相对运动，达到 了相对的平衡。（绝对静止、相对静止） 平衡问题中的力学规律，实际上就是压力分布的 规律，并且这些规律对理想流体和实际流体都适用。 2.1 作用在流体上的力 2.1.1 质量力 2.1.2 表面力 作用在流体内部任何一个流体质点上的力，其大小 与质点质量成正比，是由加速度所产生的。如重力、惯 性力、电磁力等。 作用在所研究流体体积表面的力，其大小与表面积 成正比，是由与所研究流体接触的相邻。</p><p>3、2-3 流体静力学基本方程 (不可压缩,绝对静止流体中压强分布规律) 一、静止液体中的压强分布规律 二、静止液体中的压强计算 三、静止液体中的等压面 四、绝对压强、相对压强和真空度的概念 五、流体静力学基本方程的物理意义和几何意义 2-3 流体静力学基本方程 一、静止液体中的压强分布规律 代入(2-5) 2-3 流体静力学基本方程 二、静止液体中的压强计算 2-3 流体静力学基本方程 二、静止液体中的压强计算 2-3 流体静力学基本方程 二、静止液体中的压强计算 例：等压面的应用 2-3 流体静力学基本方程 二、静止液体中的压强计算 例：帕斯卡。</p><p>4、2-4 压强单位和测压仪表 一、压强单位 1.应力单位（单位面积上的作用力） 2.大气压单位（大气压的倍数） 3.液柱高单位 2-4 压强单位和测压仪表 二、测压仪表 压强为流体的重要参数. 液柱式: 以测压管中的液柱高度显示 ,直观,安装受限,量程小 金属机械式: 以金属的弹性变形反映压力的大小 电测式: 由传感元件转换压力 2-4 压强单位和测压仪表 2-4 压强单位和测压仪表 二、测压仪表 液柱式测压计: 流体静力学基本方程和等压面的应用 因构造和使用条件不同,可分为如下几种 (1) 测压管 单管: 直径不小于5mm; 测液体压力 测小压力 2-4 压强单位。</p><p>5、工程流体力学 第二章 流体静力学 Date 2.1 2.1 流体静压强及其特性 流体处于绝对静止或相对静止时的压强 一、流体的静压强一、流体的静压强 Date 二、流体静压强的两个特性二、流体静压强的两个特性 1. 方向性 流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向； (2)(2)因流体几乎不能承受拉力，故p指向受压面。 原原因:(1)静止流体不能承受剪力，即=0，故p垂直受压面； Date 二、流体静压强的两个特性二、流体静压强的两个特性 2. 大小 流体静压力与作用面在空间的方位无关，仅是该点坐标的函数。 略去无穷小项 o z x dz dx dy y B D C o Dat。</p><p>6、2-5 静止液体作用于平面壁上的总压力,研究：静止流体与固体之间的相互作用力 大坝、闸门、液压阀、船体等的受力问题 一、总压力 二、总压力的作用点,平壁受力计算通用公式推导： 设任意平壁，与水平面夹角；左侧有水，受水作用面积；建坐标,2-5 静止液体作用于平面壁上的总压力,2-5 平壁受力 一、总压力,方向：垂直于板面 由 且 得 且 为A绕x轴的静力距，zc： A 之c到x轴的距离 故有 或 通常，实际平壁所受净力计算,2-5 平壁受力 一、总压力,结论： 静止液体作用于任意形状平面壁上的总压力为 受压面积与形心处液体静压强的乘积。它的方向。</p><p>7、2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,平壁受力计算通用公式推导： 以二维曲面壁为例，宽为L, 建坐标; 取dA与Z 轴夹角,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,例：曲面受力计算,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,作业: 2-14 F=P+W,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,作业: 2-14 F=P+W,2-6 静止液体作用于曲面壁上的总压力,小 结： 1. 实压力体 虚压力体 3. 作业 ： 2-14。</p><p>8、第二章 流体静力学,研究: 静止流体的力学规律及其应用 内部压强分布规律 与固体之间的相互作用力 静止: 绝对静止 相对于固接于地球上的坐标系 相对静止 相对于固接于容器上的参考坐标系 流体质点间, 质点与固体壁面间均无相对运动 静力学内容特点: (1) 不必考虑粘性 （粘性表现不出） (2) 一般不考虑压缩性 （气、液均可）,第二章 流体静力学,本章重点内容: 作用在流体上的力 静压强的两个基本特性 流体静力学基本方程 等压面特性及其应用 平壁、曲壁受力计算,2-1 流体静压强及其特性,一、作用在流体上的力的分类 二、流体静压强 三、流体。</p><p>9、工程流体力学,中国地质大学工程学院力学课部石奎,第二章流体静力学,2-1流体静压强特性流体平衡微分方程2-2流体静力学基本方程2-3液体的相对平衡2-4静水总压力计算2-5浮力定律及固体在液体中的沉浮问题,2-1流体静压强。</p><p>10、第二章 流体静力学,流体静压强及其特征 流体平衡微分方程 重力作用下的液体压强分布规律 流体的相对平衡 液体作用在平面上的总压力 解析法 图解法 液体作用在曲面上的总压力 二维曲面,流体静压强及其特征 “静”绝对静止、相对静止,1.静压强定义,平衡状态,2.静压强特征,a.静压强方向沿作用面的内法线方向,N/m2（Pa）,反证法,质量力,表面力,证明：取微小四面体O-ABC。</p><p>11、2-1 静止流体中应力的特性,特性一 应力的方向沿作用面的内法线方向（垂直于受压面并且指向受压面）,第二章 流体静力学,特性二 静压强的大小与作用面方位无关。,2-2 流体平衡微分方程,流体平衡微分方程,流体平衡微分方程 流体的平衡微分方程式是表征流体处于平衡状态时作用于流体上各种力之间的关系。,在静止流体中，各点单位质量流体所受表面力和质量力相平衡。,流体平衡微分方程的积分。</p><p>12、1,第二章流体静力学,2,学习重点,1、静水压强的两个特性及有关基本概念。2、重力作用下静水压强基本公式和物理意义。3、静水压强的表示和计算。4、静水压强分布图和平面上的流体总压力的计算。5、压力体的构成和绘制以及曲面上静水总压力的计算。6、处于相对平衡状态的液体中压强计算。,3,曲面总压力的计算；相对平衡中的应用。,学习难点,4,21流体静压强及其特性22流体静压强的分布规律23压强的计算基准。</p><p>13、流体静力学是研究流体在静止状态下的力学规律，包括压强的分布规律和固体壁面所受到的液体总压力。,第二章 流体静力学,第一节 流体静压力及其特性,一、流体静压力： 1、总压力P ：静止流体与容器壁之间、内部相邻两部分流体之间的作用力。单位“牛” 2、静压力：单位面积上的总压力。即压强。 Ps：以后我们说的压力，就是说的压强。而以前意义上的压力，称为“作用力”,应力,切线方向： 切向应力剪切力,内法线方。</p>