-1.3 流 体 力 学 基 础 任务一 基于手动

1.3流体力学基础任务一

基于手动换向控制的液压动力滑台系统的综合应用1.3流体力学基础教学目标知识目标能力目标素养目标熟悉静压力特性及静压力基本方程；掌握压力的表示方法；掌握连续性方程的结论及物理意义。能够熟练运用连续性方程求解计算培养学生工程意识；培养学生唯物主义辩证思维。1.3.1流体静力学基础1.3流体力学基础液体静压力若法向表面力F均匀的作用于面积A上，静压力P可表示为：静压力的特性P=F/A

静压力垂直于承压表面，其方向与承压面的内法线相同。当液体处于大气中，会受到来自大气的压力，记为p0。

静止液体中，任意一点所受到的各个方向的静压力都相等。1.3.1流体静力学基础1.3流体力学基础液体静压力基本方程如左图所示，在重力作用下的静止液体受力情况：液体重力ρg液面上的压力p0容器壁面作用在液体上的压力控制体在重力及周围液体的压力作用下处于平衡状态，在垂直方向上的力平衡式为：pΔA=p0ΔA+ρghΔA

若求液体离液面高度为h的某一点压力，从液体内取出一个底面通过该点的垂直小液柱作为控制体。静力学基本方程式：

p=p0+ρgh1.3.1流体静力学基础1.3流体力学基础压力表示方法

绝对压力pa：以绝对真空度为基准度量的压力。相对压力p：以大气压力为基准度量的压力，又称表压力，一般由仪表测量获得。真空度ph：当压力比大气压低时，液体压力与当地大气压的差值称为真空度。若不特别指出，液压传动中所提到的压力均为相对压力。绝对压力=相对压力+大气压力真空度=大气压力-绝对压力压力单位压力的法定单位是Pa，（帕斯卡）。

国际单位：帕（Pa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）

工程单位：巴（bar）、atm液柱高度：1mH2O、1mmHg1.3流体力学基础1.3.1流体静力学基础帕斯卡原理在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以相等的数值传递到液体各点，这就是静压传递原理，即帕斯卡原理。液压系统的压力大小是由负载决定的。液压传动可以使力放大，可以使力减小，也可以改变力的方向；【随堂习题】已知A1、A2和F1的大小，作用在小活塞上的负载为F1，为防止小活塞下降，求在大活塞上需要施加的力F2为多少?p=F1/=A1F2/A2F2=F1A2/A11.3流体力学基础1.3.1流体静力学基础飞机操纵、汽车刹车等系统均存在帕斯卡原理的影子。基本概念

（1）理想液体和实际液体

理想液体：无粘性且不可压缩的假想液体。

实际液体：具有一定粘度的液体。1.3流体力学基础1.3.2流体动力学基础非恒定流动：压力、流速、密度有任意一个随时间而变化的流动。（2）

恒定流动和非恒定流动（更改为定常流动和非定常流动）

恒定流动：液体中任一点的压力、流速、密度等不随时间的变化而变化。（3）通流截面、体积流量和平均流速

通流截面A：垂直于流动方向的截面。

体积流量qv：单位时间内流过某一通流截面的液体体积。

平均流速u：v=qv/A。1.3流体力学基础1.3.2流体动力学基础基本概念

连续性方程流速u与通流截面A的面积成反比1.3流体力学基础1.3.2流体动力学基础假设：定常流动理论依据：质量守恒定律单位时间内流过管道任一通流截面的液体质量相等。即：m1=m2ρ1q1=ρ2q2

q=uA不考虑液体的压缩性，qv=u1A1=u2A2=常量可得：流体通过连通管任一截面的流量相等。在定态流动系统中，水连续从粗管流入细管，粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当细管流量q为4×10-3m3/s时，求粗管内和细管内水的平均流速？【随堂例题】解：1.3流体力学基础1.3.2流体动力学基础连续性方程已知流量q1=25L/min，小活塞杆直径d1=20mm，直径D1=75mm，大活塞杆d2=40mm，直径D2=125mm。试求大小活塞的运动速度v1和v2。【随堂习题】1.3流体力学基础1.3.2流体动力学基础连续性方程1.3流体力学基础1.3.2