1 2流体静力学 精 ppt课件

1、第二节 流体静力学,一、静压强在空间的分布,静止流体中，作用于某一点上的压强，用符号p表示。空间各点的静压强数值不同。,1、任意点上的静压强,2、流体微元的受力平衡,2.1 表面力,因流体处于静止状态,外力（表面力与体积力）之和为零,对x方向,2.2 体积力（质量力）,欧拉平衡方程 (单位质量流体所受的体积力和压力),力是矢量不可直接相加， 功是标量可直接相加。,在重力场中，单位质量流体所受体积力仅为重力 X = 0, Y = 0, Z = -g (Z在z轴上与重力方向相反故取负号）,3、平衡方程在重力场中的应用,静力学方程适用条件：重力场中静止的、连续的不可压缩流体（密度为常数 ）,4、压强

2、能与位能,压强的表示方法 （1）直接按压强的定义：N/m2( Pa 帕斯卡)、 千帕，kpa、兆帕，Mpa 1兆帕=106 N/m2=106 pa,(2)间接以流体柱高度表示：,( 为液柱高度要指明为何种流体),（3）以大气压强作为计量单位 1atm = 1.013105 pa = 760 mmHg = 10.33 mH2O 1at = 1 kgf/cm2 =9.81104 pa =735.6 mmHg=10 mH2O (atm 标准大气压，at 工业大气压),（1）绝对压强 以绝对真空为基准,（2）表压或真空度以大气压强为基准 表压 = 绝对压强-大气压 真空度 = 大气压强-绝对压强,5、

3、压强的基准,三、 压强及压差的静力学测量方法,1.简单测压管,2. U型测压管,静力学方程的应用 例题. 开口容器上层为油，下层为水， =0.7m, =800kg/m3 水层高度 =0.6m， =1000kg/m3 (1)判断下列关系是否成立： (2)计算水在玻璃管内的高度 h,解：,例题.流向的判断 两容器直径D1=1000mm,D2=400mm,容器1水面上的 真空度 = 1.333104 pa 维持不变，容器2为敞口， 阀门关闭时，水面高度z1=2.5m,z2=1.5m。 问：（1）当阀门开启时，两液面能否维持不变？ （2）若不能维持原状，当重新达到平衡时， 液面高度各有何变化？,p,P

4、,A,B,D1,D2,F,解：（1）分析：若两液面维持不变则液体处于静止状态， 两容器内任意两点总势能相等。,关于压强基准的使用,因此以大气压pa为基准，则A点压强为pv ,B点压强为0,若以绝对真空为基准，则以绝对压强直接代入，应为：,现取底面和大气压作为位能和压强能的基准,对B点：单位重量的总势能为,对A点：单位重量的总势能为：,结论：,（2）设液体重新静止达到平衡时，容器1水面上升了h1， 容器2水面下降了h2。 当达到平衡后液体静止状态，各点总势能相等 即：,容器1因水面上升增加的水体积即容器2减少的体积 即：,3.1 U型管压差计,讨论： 3.1 U型管压差计所测读数R 并不是真正的压差P，而 是A、B两点虚拟压强差P,3.2 当 时，即两测压口位于同一水平面,3.3 若指示液密度小于流体密度必须采用倒U型管压差计,用于两点压差较小的情况 内装两种密度相近但不相溶的指 示剂 A、C, U管上顶装有扩大室“水库”。 A液面差大， 但C液面变化微小可认为维持等高,3.4.微差压差计,公式推导过程可参考天大或王志魁编的化工原理,四、应用静力学方程解题的注意事项及解题步骤,1、注意事项 重力场中静止的、连续的不可压缩流体（密度为常数 ）,2、解题步骤 （