工程流体力学3.ppt

第二章流体静力学 2 5液柱式测压计 2 6流体的相对平衡 2 7静止液体作用于固体壁上的总压力一 静止液体作用于平面壁上的总压力与压力中心二 静止液体作用在曲面壁上的总压力与压力中心 工程流体力学 第三次课 2 5液柱式测压计 流体力学研究中需要测量的参数1 测量方法及分类2 工业中流体参数测量的要求 远程 自动3 流体参数测量的目的 生产监控 自动反馈 保证安全4 测量流体压强的目的 压强 流速 流量二 液柱式测压计 压强测量的几种常见方法 1 测压管 1 A点的压强 2 只能测量较小的压强 3 测压管内径不得小于5mm 注 毛细现象 水 2 U形测压计 1 C点的压强 2 如果被测介质为空气 则h2高度可忽略不计 即 3 真空度 C A B D 3 单管测压计 4 倾斜微压计 5 比压计 例题2 2 p23 水流过等截面管道中 水银比压计读数h 200mmHg 1与2截面中心垂直距离H 0 5m 求两截面间的压差 2 6液体的相对平衡 一 容器作等加速直线运动时液体的相对平衡 1 相对平衡的概念与处理方法1 惯性坐标系与非惯性坐标系2 相对平衡3 动静法 惯性力 2 静力学基本方程的推导3 等压面的特点4 液面下任一点的压强 2 4 3 质量力 a0 g 质量力势函数 U ax gz 质量力势函数等值面 ax gz c 1 等压面与质量力势函数等值面重合 2 质量力与等压面垂直 二 容器作等角速度转动时液体的相对平衡 1 静力学基本方程的推导 单位质量力在直角坐标轴上的三个分量代入欧拉平衡微分方程综合式积分得 2 等压面特点等压面方程为可见 等压面是一组以圆筒中心轴为旋转轴的旋转抛物面 自由液面上任取两点 测旋转角速度 3 液面下任一点压强 2 7静止液体作用于固体壁上的总压力 静止液体作用于平面壁上的总压力与压力中心1 受力分析2 总压力3 压力中心 在设计各种阀 挡水闸 堤坝 容器和校核管道强度时 会遇到静止流体对固体壁面的总压力计算问题 包括平面壁和曲面壁的总压力计算 p0 2 液体侧面作用于壁上的总压力 合力矩定理 p0 3 压力中心 1 P0 p0A的作用点C与形心重合 2 P ghcA的作用点D 3 总压力P P0 P 的作用点D 2 P ghcA的作用点D 合力矩定理 Ix 平面壁面积A对X轴的惯性矩 惯性矩平行移轴定理 Ic 面积A对通过其形心C且与ox轴平行的轴的惯性矩 3 总压力P P0 P 的作用点D 合力矩定理 例题 如图 涵洞进口装有一圆形平板闸门 闸门平面与水平面成60 铰接于B点并可绕B点转动 门的直径d 1m 门的中心位于上游水面下4m 当门后无水时 求不计门的重量 从A处将门吊起所需的力T 1 总压力 方向垂直闸门 2 总压力作用点 3 求T p D 例题 如图为一复式水银油压计 已知 油 7 84kN m3 H1 0 5m H3 0 6m h1 0 2m h2 0 3m h3 0 4m 求A B两点压强差 解 例题 如图所示 垂直放置的矩形平面的一侧受到液体的作用 假设该平面由两根分别在顶端和底端的绳子牵引不动 绳子和平面垂直 则顶端和底端所受张力之比为a 1 4 b 1 3 c 1 2 d 1 例题 用4m 1m的矩形闸门垂直挡水 水压力对闸门底部门轴的力矩等于A 104 53kN mB 156 8kN mC 249 24kN mD 627 2kN m 例题 p33 7题 船舶的某一舱壁AB 一侧装有淡水 H1 2 5m 另一侧装有 900kg m3的重油 H2 3 5m 船宽B 5m 试求 1 各侧面的总压力及压力中心 2 AB面所受合力大小及合力的作用点距点B的距离 例题 p33 8题 输出管道上安装一