流體力學(xué)第二章(20151017)課件

第二章

流體靜力學(xué)王浩12519342.1流體靜壓強(qiáng)特性2.2流體的平衡微分方程——?dú)W拉平衡微分方程2.3流體靜力學(xué)基本方程2.4液體的相對平衡2.5作用在平面上的液體總壓力2.6作用在曲面上的液體總壓力2.7浮力、潛體和浮體的穩(wěn)定2.8可壓縮氣體中的靜壓強(qiáng)分布規(guī)律本章概論2.1流體靜壓強(qiáng)特性靜壓強(qiáng)是個壓應(yīng)力

方向：垂直于作用面，并指向作用面

大?。和稽c(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小均相等2.2歐拉平衡微分方程

2.2.1流體的平衡微分方程歐拉平衡微分方程表明了處于平衡狀態(tài)的流體中壓強(qiáng)的變化率與單位質(zhì)量力之間的關(guān)系，即對于單位質(zhì)量來講，質(zhì)量力分量和表面力分量是對應(yīng)相等的

2.2歐拉平衡微分方程2.2.2流體平衡微分方程的積分

2.2歐拉平衡微分方程2.2.3

等壓面、帕斯卡定律

2.3流體靜力學(xué)基本方程2.3.1重力作用下的流體平衡方程1、三種計量單位（1）從定義出發(fā)，單位面積上的力Pa（2）大氣壓的倍數(shù)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1atm=1.013X10^5Pa

工程大氣壓：1at=9.8X10^4Pa（3）水柱或水銀高mH2O或mmHg

1at=10mH2O或736mmHg2、表示方法

絕對和相對壓強(qiáng)

真空壓強(qiáng)（大氣-絕對）

2.3流體靜力學(xué)基本方程2.3.2壓強(qiáng)的計量單位和表示方法

2.3流體靜力學(xué)基本方程2.3.3流體靜力學(xué)基本方程的意義1、表示出各占靜壓強(qiáng)大小和方向的圖稱靜壓強(qiáng)分布圖2、當(dāng)液體密度ρ為常數(shù)時，靜壓強(qiáng)p只隨淹沒深度h而變化，兩者成直線關(guān)系。因此在繪制壓強(qiáng)分布圖時，只需在兩端點(diǎn)上繪出靜壓強(qiáng)后，連以直線即可。2.3流體靜力學(xué)基本方程2.3.4靜壓強(qiáng)分布圖

1、U形管測壓計（測某點(diǎn)）

兩端開口的U形管，一測連待測點(diǎn)的器壁小孔，另一測與大氣連。如測量氣體，彎曲部分放水或酒精，如測液體，可放不相混的某種液體。2、U形管壓差計（測兩點(diǎn)差）

兩端與待測點(diǎn)的器壁小孔接通。2.3流體靜力學(xué)基本方程2.3.5測壓計

2.4液體的相對平衡

2.5作用在平面上的液體總壓力2.5.1圖解法（底邊水平）

2.5作用在平面上的液體總壓力2.5.2解析法（任意平面）2.6作用在曲面上的液體總壓力總壓力的大小和方向總壓力的作用線Px的作用線通過Ax的壓力中心；Pz的作用線通過VP的重心；P的作用線由Px、Pz作用線的交點(diǎn)和α確定將P的作用線延長至受壓面，其交點(diǎn)D即為總壓力在曲面上的作用點(diǎn)。2.6作用在曲面上的液體總壓力壓力體的概念1、壓力體僅表示的積分結(jié)果(體積)，與該體積內(nèi)是否有液體存在無關(guān)；2、壓力體一般是由三種面所圍成的體積，即

受壓曲面（壓力體的底面）；

自由液面或自由液面的延長面（壓力體的頂面）；

由受壓曲面邊界向自由液面或自由液面的延長面所作的

鉛垂柱面（壓力體的側(cè)面）。3、壓力體的虛實(shí)性：

實(shí)壓力體：壓力體和液體在受壓曲面的同側(cè)，Pz向下；

虛壓力體：壓力體和液體在受壓曲面的異側(cè)，

Pz向上。

2.7浮力、潛體和浮體的穩(wěn)定2.7.1阿基米德原理1、潛體平衡：重力等于浮力+重心浮心在一條沿垂線2、潛體的的穩(wěn)定性：傾斜后恢復(fù)其原來平衡位置的能力

重心在浮心之下，重力與浮力形成轉(zhuǎn)動力矩，穩(wěn)定平衡重心在浮心之上，產(chǎn)生的力矩使?jié)擉w繼續(xù)傾斜，不穩(wěn)定平衡重心與浮心重合，不產(chǎn)生力矩，隨遇平衡3、浮體的平衡：同潛體

浮體的穩(wěn)定：具體分析，如浮體的重心在浮心上方，也可

能穩(wěn)定2.7浮