第2章 流体静力学PPT课件

1、选择，1，2章流体静力，21流体平衡微分方程及其积分，22流体平衡微分方程及其积分，23重力引起的静水压分布，24压力的测量和点压力的计算，25流体的相对平衡，以及此时，理想的流体等于实际流体。选择，3，1。静压定义，静压单位：n/静压单位(pa)，21静压及其属性，可选，4，属性1(方向):流体静压垂直于活动面，并遵循活动面的法线方向。假设：在静态流体中，流体静态压力方向不垂直于活动面，对于活动面的切线方向，角度、切向压力、垂直压力、存在、流体流动，与假设静态流体矛盾，21静态水压及其特性，2。静态流体压力特性，选择，5，特性2(大小):任意点处流体静态压力的大小只是位置坐标的函数，与活动面

2、的方向无关。证明：采用微分四面体方法。(1)四面体平衡方程，包括面力和体力；(2)体力是高阶的微量量，可以忽略。21静压及其性质，2。静态流体压力特性，任意方向的压力变化：选择，6，微元素平行六面体x方向的应力分析，m，n，o ，22流体平衡微分方程及其积分，选择，7，流体静力学最基本的方程流体静力学是从其他计算公式导出的。物理意义：在静态流体中，单位质量流体的质量成分和静态压力变化率的力平衡结论：平衡流体微观质量和表面力必须在任何方向平衡。也就是说，质量力和该方向上表面力的合力必须大小相同，方向相反。适用范围：所有静态流体或相对静态流体，22流体平衡微分方程及其积分，选择，8，3相加，定理，

3、22流体平衡微分方程及其积分，选择，9，力函数，可替换：积分方程这是流体平衡条件。22流体平衡微分方程及其积分，选择，10，等压面的特性：(1)在平衡液体中间压力面上等势面(2)等压面和质量力正交(由质量力证明)，等压面方程：22流体平衡微分方程及其积分，23重力作用下的静压分布定律，选定，13，23重力作用下的静压分布定律，选定，14，压力测量标准，23重力作用下的静压分布定律，选定，15，国际单位制：工程单位制：kgf/m2、bar、标准大气压、工程大气压、液体柱高度。MH2OmmHg，压力的测量单位：1，表示为压力的基本定义：2，表示为大气压力：3，液体柱高度基准：23重力下的静压分布规

4、律，选择，16，工作液体一般为水，酒精，砂，压力测量设备分类：机械压力传感器：电压力传感器：液体压力计，弹簧管压力计，活塞净重压力计，压电压力计，压电压力计，压力计，使用3354静压原理设计的液体压力计，24压力测量和点压力计算，有毛细管现象。，特征：24压力测量和点压力计算，选择，18，可测量液体的高压力，可测量气体的低压力或真空度，测量管可能小而精确。特性：24压力测量和点压力计算，2，u水银压力表，选择，19，24压力测量和点压力计算，3，u压力表多连接，选择，20，即使很小；此外，越小越大，有助于提高测量精度。特性：24压力测量和点压力计算，4，微差压测量仪3354双液体压力计，选择，

5、21，按照“从PB开始查找等压面，向上减小，向下添加”的原则执行，24压力测量和点压力计算，5，5，24压力测量和点压力计算，6，倾斜微压力计，选择，23，案例13360，24压力测量和点压力计算，封闭容器中包含u形水银压力计。其中，1、2、3点是(a)(b)(c)(d)，可选，24、24压力测量和点压力计算(图，A、B、C、D 4点的相对压力)。双杯双液微压力计，杯内和u管中各有密度 1=look/m3和密度2=13600kg/m3的两种不同液体，大断面杯的直径d=100mm，u管的直径d=10mm，h=30mm，双杯双液微压力计，2-4压力测量和点压力计算，示例3:选择，26，密封罐图解，

6、例如寻找水面压力p0=-44.5kN/m2，h，水下0.3米的m点压力(要求)以各种单位表示)和相对于基准0-0的点的压力管头。2-4压力测量和点压力计算(例如，4:选择，27，相对平衡：流体相对于地球运动，流体和容器之间以及流体的每个部分粒子之间没有相对运动。力：表面力(压力)、质量力(重力和惯性力)。25流体的相对平衡，研究对象：均匀加速度直线运动，均匀圆周运动。故障排除：压力分布规则，自由曲面形状。研究方法：选择，28，1等加速直线运动，压力分布：等压面：等压面和水平角度：质量力分布：自由液面方程：25流体的相对平衡，选择，29，已知石油卡车，水箱中的高水平z0将坐标原点放在水箱底部的中

7、点，并证明静止时的液体水平为z0，(1)压力分布为：(2)，垂直方向上的压力分布与静止液体相同。也就是说，25流体的相对平衡(例如，5:选择，30)，已知将开放的立方体玻璃圆柱运送到汽车。汽缸纵横比=lbh=0.60.30.5m3，停止时汽缸内部水位高度d=0.4m。沿汽车前进方向垂直放置鱼缸。槽：(1)汽车的最大加速度am，以防止水溢出；(2)水槽侧放时最大加速度am。25流体的相对平衡，示例6:选择，31，2等轴测速度旋转行为，25流体的相对平衡，选择，32，赋值静态运动微分方程，积分，边界条件，2等轴测速度旋转行为，25流体的相对平衡m点的压力是多少，以使铸件稠密，并且沙形以n=600r

8、/min的速度旋转？解决方案：沙子旋转，压力增加约100倍，25流体相对平衡，选择，35，示例83360中的水圆柱描述符，高H=1.2m，直径D=0.7m，水深度是容器高度的一半。容器围绕中心轴旋转的速度n到什么程度时，水开始溢出？25流体的相对平衡，选择，36，26液体作用于平面壁的总静态水压，研究方法：图形适用于矩形平面，一侧平行于水面，分析方法适用于任意几何平面，整个总压力分析包括大小、方向和作用点。可选，37，图形计算作用于矩形平面的总静态水压，绘制静态水压分布图，总静态水压的大小为：总静态水压的方向：垂直和方向压缩曲面，总静态水压的作用点(压力中心或压力中心):压力分布体的重心(或位

9、于矩形平面的垂直对称轴上，压力分布图的中心) 26液体作用于平面壁的静水压总计，选择，39，方向：指向垂直和平板，dA中的压力总计，dA中的压力总计，大小：作用点：耦合力矩定理表明，x轴上总压力的力矩等于每个微元素面积上总压力x轴上的力矩数，26液体作用于平面壁的总静态水压，分析方法表示作用于任意造型平面的总静态水压，选择，40，总压力的压力中心位置，压力中心位于面心下方，26液体作用于平面壁的总静态水压，其中Ic表示平面绕通过该造型点并与OX轴平行的轴的面积惯性矩。严线，41，例题9:图所示的四种座舱淡水容器的底部面积相同，水位相同。容器中水的重量比为(从左到右)93336901:33330

10、2，施加在底部的总压力为：c是正确的。底部总压力是压力乘法区域，静压力公式4个容器底部的压力和面积相同，因此总压力相同。26液体作用于平面壁的静态总水压，选择，42，示例103360已知为3360矩形浇口纵横比=lb=42m2，b侧平行于自由标高，l侧=30。闸门顶部分别位于(1)水面。(2)水下H=2m米深的总水压f大小和压力中心d的纵向偏心e .26液体作用于平面壁的总静态水压，选择，43，26液体作用于平面壁的总静态水压，问题113360挡板，上方严重水，下方严重泥浆。求作用于单位宽度保持器的水和泥的力。对于选定的、44、26液体作用于平面壁的总静态水压，问题12:具有水深为h的矩形浇口

11、。如何将此灌嘴分割为n个水平区带，以使施加在每个区带上的总静态水压相等？解决方案：假定浇口宽度为b，总静态水压为p，每个水平带中的总静态水压为Pn，从自由曲面到水平带m次的总静态水压为m次水平带中的水深为hm，明确地说，如问题1:的选择，45中的垂直放置的圆形平板浇口所示，浇口半径为R，解法：a:灌嘴的总水压大小为246kN，方向为右侧，水面下8.03m。26液体作用于平面壁的总静态水压，选择，46，27表面的总静态水压，由于表面每个点的垂直方向，解决表面的总压力时，必须先分解为每个分量的计算，然后合成。选择，47，总静态水压，大小：方向：与水平方向的角度，作用点：水平方向两条工作线与通过压力

12、体形中心的垂直线的交点，指向板面，27表面的总静态水压，选择，48，复合表面压力体将段叠加如图27表面的总静态水压(例如14:)所示，单位长度半圆弧锁住至严重流体，受到周围大气压力，并在单位长度半圆弧上寻找流体作用的总压力。，选择，50，示例15:包括：图标闭合容器倾斜壁=45，方孔边长l=0.4m，半圆柱形盖子。H=0.5m，相对压力已知为p0=0.25atm。找到：盖子接收的总压力大小和方向。27表面的总静态水压，选择，51，示例16:两个游泳池隔墙球形塞的一半。已知：球形塞半径r=1m，压力管读数h=200mm。查找：(1)水位差h；(2)半球插头总压力的大小和方向。27表面的总静水压，

13、选择，52，浮力-阿基米德浮力定律：第一浮力定律：衰退所受的浮力等于排出液体的重量。第二浮力的法则：浮力的排放等于液体的重量。上半部力，下半部力，2-8潜艇和副体稳定性，选择，53，重心g和副心c的相对位置，潜体平衡(不变浮心)，平衡条件：(1)浮力=重力；(2)副轴=重力线，(2)G在c下：(3)G在c上：(1)G和c重合：重合，稳定平衡，不稳定平衡，倾覆力矩，恢复力矩，2，浮体的稳定性，初始稳定半径：浮体的平衡(浮动变化)，28潜艇和浮体的稳定性，平衡条件相同的潜艇，选择，55，GM=cmCG，(2) gm0，G低于m，28潜艇和浮体稳定性，浮体稳定性，选择，56，是173360均匀圆锥在水面上上下颠倒，深度l .圆锥保持稳定平衡，必须将设置为。答案：a对。由于圆锥的初始稳定半径，CG随着l的增加而减少，因此为了正常中心高度GM=cm-CG 0，必须使l尽可能大。28潜艇和浮子稳定性，选择，57，示例18:已知：1立方体木块纵横比=lbb=0.60.30.3m3，重量W=318N。郭：(1)判断木块是否处于水平稳定的平衡状态；2)如果不稳定，什么重量条件会使