流体力学3ppt课件

1、1 1）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强 随深度按线性规律增加。随深度按线性规律增加。当容器敞开时，液面压强当容器敞开时，液面压强po为大气压强为大气压强pa，则方程为：，则方程为：apph2 2）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强 等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。复习：复习：3 3）水平面是等压面水平面是等压面23 压强的计算基准和量度单位压强的计算基准和量度单位 p21一、一、压强的两种计算基准压强的两种计算基准绝对压强绝

2、对压强( (Absolute Pressure):): 是以绝对真空状态下的压强是以绝对真空状态下的压强( (绝对零压强绝对零压强) )为基准计量的压强，以为基准计量的压强，以p(p abs )表示；表示；相对压强相对压强( (Relative Pressure):): 是以当地大气压为基准计量的压强。以是以当地大气压为基准计量的压强。以p表示；表示；两者之间的关系两者之间的关系： p= ppa pa 大气压强大气压强二、二、压强的三种量度方法压强的三种量度方法1、用单位面积上的压力表示用单位面积上的压力表示：( (力力/ /面积面积) ) 国际单位国际单位 (pa) N/m2 ； 工程单位工

3、程单位 kgf/cm2 ；2 2、以大气压的倍数表示：、以大气压的倍数表示： 标准大气压：标准大气压：atmatm1atm =101.325kPa 1atm =101.325kPa （温度为（温度为0 0o oC C时海平面的压强）时海平面的压强） 工程大气压：工程大气压：atat 1at= 1kgf/ cm 1at= 1kgf/ cm2 2 （相当于海拔（相当于海拔200m200m处的正常大气压）处的正常大气压）例如，例如，303.975kPa,303.975kPa,相对大气压就是相对大气压就是3 3个标准大气压个标准大气压3、用液柱高度表示用液柱高度表示; 常用水柱高常用水柱高(m)或或汞

4、柱高汞柱高(mmHg)表示表示。1atm 1atm 相当于；相当于；)(33.1098071013252)3()2(OHmphmNmNa101325760()133375pahmm Hg1at相当于相当于；()2()31000010 ()21000kgfmkgfmpahm H O10000736()13600gpahmm H2110.331101/atmmatmkgfcm单位的换算见表单位的换算见表2-1;p242-1;p24例题例题1 1 如图所示如图所示, ,液面压强为一工程大气压液面压强为一工程大气压, ,水的容水的容重重=9.8kN/m3，求液面以下求液面以下0.7m处处A点的绝对点的

5、绝对压强及相对压强，并用不同的单位表示。压强及相对压强，并用不同的单位表示。解解：1、用应力单位表示用应力单位表示：9.8 0.9810674.8AaapphkP A点相对压强为：点相对压强为：9.8 0.76.86AaphkPA点绝对压强为：点绝对压强为：2 2、用工程大气压表示：、用工程大气压表示：因工程大气压因工程大气压pa=98kPa，所以用工程大气压表示时，则，所以用工程大气压表示时，则A点的绝对压强：点的绝对压强：104.86981.07Aapp个工程大气压AhP0=Pa6.86980.07Aapp个工程大气压A点相对压强为点相对压强为：3 3、用液柱高度表示：、用液柱高度表示：（

6、1）用水柱高表示用水柱高表示：A点绝对压强为点绝对压强为：104.8629.810.7AphmH OA点相对压强为点相对压强为：6.8629.80.7AphmH O（2 2）用水银柱高表示）用水银柱高表示：A点绝对压强为点绝对压强为：A点相对压强为点相对压强为：104.86133.280.78778.7AmphmcmHg6.86133.280.05155.15AmphmcmHg例题例题2:2:在封闭容器内装有水，其自由表面压强在封闭容器内装有水，其自由表面压强po=68.6kPa。求水面以下。求水面以下2m2m处处N点的绝对压强，相点的绝对压强，相对压强及真空度。如图所示：对压强及真空度。如图

7、所示：NhP0 y c ,说明压力中心说明压力中心D点点总是总是低于低于形心形心C。例例1 一铅直矩形闸门，已知一铅直矩形闸门，已知h1=1m，h2=2m，宽，宽b=1.5m，求总求总 压力的大小及其作用点压力的大小及其作用点。h1h2BAPyDbycCD解：解：力的大小力的大小：作用点：作用点：kNNbhhhAhApPcc8.585880025.1)221(9800)2(221mbhhhbhhhAyJyycccD17. 225 . 1225 . 12)2()2(31212213212121静水压力静水压力P P 可以大于容器中液体的重量可以大于容器中液体的重量, , 也可以小于其重量也可以小

8、于其重量, , 它与容器中的液体的多少无它与容器中的液体的多少无关。这一现象称静压奇象。关。这一现象称静压奇象。P=hA虚设液面虚设液面 p29p29yohcP自由液面自由液面pa000000,() , ()() ,ccacacaaacaccPp Ah ApppPp Apph Ah Apphpppppp如果则水面下的压强：水静压力值如果虚设液面在实际液面下方如果虚设液面在实际液面下方二二 静水压强分布图静水压强分布图 静水压强分布图绘制原则静水压强分布图绘制原则：(一般绘相对压强分布图一般绘相对压强分布图)1、根据基本方程式根据基本方程式 p= h 绘制静水压强大小绘制静水压强大小；2、静水压

9、强垂直于作用面且为压应力静水压强垂直于作用面且为压应力。(方向方向:垂直于作用面垂直于作用面) h1 h2 h1 hhAB hh2h1AB三、三、静水总压力静水总压力图解法图解法水静压力等于压强分布图的体积水静压力等于压强分布图的体积, ,其作用线通过压强分布图的形心，该作用线与受压面的交点其作用线通过压强分布图的形心，该作用线与受压面的交点便是压力中心便是压力中心D D。作用在矩形平面上的静水总压力作用在矩形平面上的静水总压力大小大小: :总压力为压强分布图的体积总压力为压强分布图的体积2122cchPp Ah bhbhhbb方向：垂直指向作用面。方向：垂直指向作用面。 hhAB h作用点：

10、作用点：LPe3Le ePLp1p212122()3Lppepp例例2 2 用图解法计算例用图解法计算例1 1的总压力大小与作用点的位置。的总压力大小与作用点的位置。解解：作出矩形闸门上的压强分布图：底为受压面面积，高度是作出矩形闸门上的压强分布图：底为受压面面积，高度是 各点的压强各点的压强。作用线通过压强分布图的形心：作用线通过压强分布图的形心：总压力为压强分布图的体积：总压力为压强分布图的体积：12()hh1hbh2大小大小：作用点作用点：111222()58.8Phhhh bkN参考梯形形心的作法h1h2BAP2 2、解析法、解析法 首先确定淹没在流体中物体的形心位置以及惯性矩，然后由

11、解析法计算公式确定总压力首先确定淹没在流体中物体的形心位置以及惯性矩，然后由解析法计算公式确定总压力的的大小大小及及方向方向。小结：平面上的静水总压力的计算小结：平面上的静水总压力的计算1 1、图解法、图解法 根据水根据水静静压强基本方程绘制出受压面上的相对压强分布图，水压强基本方程绘制出受压面上的相对压强分布图，水静静压力等于压强分布图的压力等于压强分布图的体积，其作用线通过压强分布图的形心。体积，其作用线通过压强分布图的形心。作业：作业：p44p44 2-27 2-27h相同；不相同相同；不相同1、 浸没在水中的三种形状的平面物体，面积相同。问：哪个受到的静水总压力最大？压心的浸没在水中的三种形状的平面物体，面积相同。问：哪个受到的静水总压力最大？压心的水深位置是否