第二节液体静力学基础

1、 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束第二节第二节 液体静力学基础液体静力学基础n 压力的概念压力的概念n 压力的分布压力的分布n 压力的表示压力的表示n 压力的传递压力的传递n 压力的计算压力的计算 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的概念压力的概念AFpAlim0 静止液体在单位面积上所受的法向力称为静静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。压力。（A0） 若在液体的面积若在液体的面积A A上所上所受的作用力受的作用力F F为均匀分布为均匀分布时，静压力可表示为：时，静压力可表示为： p p = = F F / / A A 液体静压力在

2、物理学液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。用中习惯称为压力。液体静压力的特性：液体静压力的特性： 液体静压力垂液体静压力垂直于承压面，方向为直于承压面，方向为该面内法线方向。该面内法线方向。 液体内任一点液体内任一点所受的静压力在各个所受的静压力在各个方向上都相等。方向上都相等。 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的分布压力的分布)(AghApApo（压力随深（压力随深度线性增加；度线性增加；等深等压。）等深等压。） 静压力基本方程式静压力基本方程式 p p=p p0 0+ +ghgh 重力作用下静止液体压力分布特征重力作

3、用下静止液体压力分布特征： 压力由两部分组成：液面压力压力由两部分组成：液面压力p p0 0，自重形成的压力，自重形成的压力ghgh； 液体内的压力与液体深度成正比；液体内的压力与液体深度成正比； 离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成离液面深度相同处各点的压力相等，压力相等的所有点组成等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面；等压面，重力作用下静止液体的等压面为水平面； 静止液体中任一质点的总能量静止液体中任一质点的总能量p/gp/g+ +h h 保持不变，即能量守保持不变，即能量守恒。恒。 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的表示压力的表示1 1

4、）按测量方式表示）按测量方式表示 水柱高度（水柱高度（m) )、水银柱、水银柱高度（高度（mm) ) 单位面积受力值（帕单位面积受力值（帕Pa、兆帕兆帕MPa、工程大气压、工程大气压atat）2 2）按测量基准不同表示）按测量基准不同表示 p pp p0 0 p p表压表压=p p相对相对= p p绝对绝对 p p0 0 p pp p0 0 p p真空度= p p相对=p p0 p p绝对绝对 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的传递压力的传递 静止液体静止液体密闭容器内压力密闭容器内压力等值传递。等值传递。 流动液体流动液体压力传递时考虑压力传递时考虑压力损失。压

5、力损失。例例 已知：已知：=900kg/m=900kg/m2 2 F F=10001000NN, A, A=1X101X10-3-3mm2 2 求：在求：在h h=0.50.5mm 处处p p=?=?解解 表面压力：表面压力： p p0 0=F/AF/A=1000/1x101000/1x10-3-3=10106 6N/mN/m2 2 h h处的压力：处的压力： p p=p p0 0+ +ghgh=10106 6PaPa帕斯卡原理帕斯卡原理 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束帕斯卡原理帕斯卡原理 在密闭容器内，施加于静止液在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以等值地传递到

6、液体各体的压力可以等值地传递到液体各点。点。 这就是帕斯卡原理，也称为静压这就是帕斯卡原理，也称为静压传递原理。图示是应用帕斯卡原理传递原理。图示是应用帕斯卡原理的实例，作用在大活塞上的负载的实例，作用在大活塞上的负载F1形成液体压力形成液体压力p= F1/A1 。为防止大活为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力塞下降，在小活塞上应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1。由此可得：由此可得： 液压传动可使力放大，可使力缩液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。小，也可以改变力的方向。 液体内的压力是由负载决定的液体内的压力是由负载决定的。 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节

7、下一页上一页结束结束帕斯卡原理应用帕斯卡原理应用已知：D=100mm, d=20mm, G=5000kg 求： F=？ G=mg=50005000kgx9.89.8m/s2 =49000=49000N 由p1=p2 则F/ /(d2/4/4)=G/（D2/4/4) F=(d2/ /D2)G =(20=(202 2/100/1002 2)49000=1960N)49000=1960N 总目录总目录 返回本章返回本章返回本节下一页上一页结束结束压力的计算压力的计算 液体和固体壁面接触时，液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的固体壁面将受到液体静压力的作用。作用。XxxpAplrplrFF2dcosd2/2/2/2/F=pAx 当固体壁面为平面时，液当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力体压力在该平面的总作用力 F F = = p Ap A ，方向垂直于该平面。，方