第八章 流体静力学

流体力学篇第八章流体静力学

流体在外力作用下的平衡规律、平衡状态下流体和固体之间的相互作用力及其工程应用。8.1流体静压强及其特性静压强的定义流体静压强：流体内部或流体与固体壁面之间所存在的单位面积上的法向作用力。流体静压强的两个特性方向：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向8.1流体静压强及其特性流体静压强的两个特性大小：静止流体中任一点的流体静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续函数。对微元体进行受力分析：8.2重力场中流体的平衡流体平衡微分方程——欧拉平衡微分方程x方向的平衡方程式

8.2重力场中流体的平衡流体平衡微分方程——欧拉平衡微分方程物理意义：作用在静止流体上的质量力与压强梯度力相平衡。适用范围：可压缩流体和不可压缩流体均适用。8.2重力场中流体的平衡压强差公式联立流体平衡微分方程得：表明：当质量力一定时，处于静止状态的同一种流体内部，静压强增量取决于坐标增量。8.2重力场中流体的平衡等压面定义：流场中压强相等的各点组成的面（平面或曲面）。等压面方程：等压面的重要性质：作用于静止流体中任一点的质量力必垂直于通过该点的等压面。即：等压面与质量力的合力方向垂直。8.3重力场中流体的平衡流体静力学基本方程重力场中，适用条件：于连续不可压缩重力流体的平衡状态不可压缩流体对1,2两点列方程8.3重力场中流体的平衡流体静力学基本方程(1)自由表面的压强(2)淹深为h、密度为ρ的流体柱产生的压强ρgh※不可压缩的重力流体处于平衡状态时,流体内部的静压强由两部分构成8.3

重力场中流体的平衡★物理意义※当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位重量流体的总势能为常数单位重量流体的位势能单位重量流体的压强势能总势能对图中a点和b点列静力学方程或8.3重力场中流体的平衡★几何意义※不可压缩的重力流体处于平衡状态时,静水头线或者计示静水头线为平行于基准面的水平线位置水头压强水头静水头A-A静水头线A－A′计示静水头线8.3液柱式测压计测压管——结构最简单的液柱式测压计8.3重力作用下静止流体的压强分布U形管测压计8.3重力作用下静止流体的压强分布U型管压差计8.3重力作用下静止流体的压强分布微压计（倾斜式）倾斜管放大读数，提高精度——用于测量微小压强8.3重力作用下静止流体的压强分布例题按复式水银测压计（如图8-11）的读数算出锅炉中水面上蒸汽相对压强p。已知H=3m，h1=1.4m，h2=2.5m，h3=1.2m，h4=2.3m，水银密度ρHg=13600kg/m3。8.4静止液体作用在固体壁面上的总压力平面壁总压力——大小8.4静止液体作用在固体壁面上的总压力平面壁总压力——方向：垂直指向壁面，平行力系合成问题合力矩定理—面积A对Ox轴的惯性矩惯性矩平行移轴定理：—压力中心总在形心下方—常见图形惯性矩：矩形Icx=bh³/12，圆形Icx=πd⁴/648.4静止液体作用在固体壁面上的总压力曲壁面总压力8.4静止液体作用在固体壁面上的总压力压力体定义：压力体是曲面与自由液面（或其延长面）所包围的

体积。实压力体——压力体充有液体虚压力体——压力体中没有液体