-1.3 流 體 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 任務(wù)一 基于手動

1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)一

基于手動換向控制的液壓動力滑臺系統(tǒng)的綜合應(yīng)用1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)熟悉靜壓力特性及靜壓力基本方程；掌握壓力的表示方法；掌握連續(xù)性方程的結(jié)論及物理意義。能夠熟練運(yùn)用連續(xù)性方程求解計算培養(yǎng)學(xué)生工程意識；培養(yǎng)學(xué)生唯物主義辯證思維。1.3.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)液體靜壓力若法向表面力F均勻的作用于面積A上，靜壓力P可表示為：靜壓力的特性P=F/A

靜壓力垂直于承壓表面，其方向與承壓面的內(nèi)法線相同。當(dāng)液體處于大氣中，會受到來自大氣的壓力，記為p0。

靜止液體中，任意一點(diǎn)所受到的各個方向的靜壓力都相等。1.3.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)液體靜壓力基本方程如左圖所示，在重力作用下的靜止液體受力情況：液體重力ρg液面上的壓力p0容器壁面作用在液體上的壓力控制體在重力及周圍液體的壓力作用下處于平衡狀態(tài)，在垂直方向上的力平衡式為：pΔA=p0ΔA+ρghΔA

若求液體離液面高度為h的某一點(diǎn)壓力，從液體內(nèi)取出一個底面通過該點(diǎn)的垂直小液柱作為控制體。靜力學(xué)基本方程式：

p=p0+ρgh1.3.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)壓力表示方法

絕對壓力pa：以絕對真空度為基準(zhǔn)度量的壓力。相對壓力p：以大氣壓力為基準(zhǔn)度量的壓力，又稱表壓力，一般由儀表測量獲得。真空度ph：當(dāng)壓力比大氣壓低時，液體壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮旱牟钪捣Q為真空度。若不特別指出，液壓傳動中所提到的壓力均為相對壓力。絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=大氣壓力-絕對壓力壓力單位壓力的法定單位是Pa，（帕斯卡）。

國際單位：帕（Pa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）

工程單位：巴（bar）、atm液柱高度：1mH2O、1mmHg1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)帕斯卡原理在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以相等的數(shù)值傳遞到液體各點(diǎn)，這就是靜壓傳遞原理，即帕斯卡原理。液壓系統(tǒng)的壓力大小是由負(fù)載決定的。液壓傳動可以使力放大，可以使力減小，也可以改變力的方向；【隨堂習(xí)題】已知A1、A2和F1的大小，作用在小活塞上的負(fù)載為F1，為防止小活塞下降，求在大活塞上需要施加的力F2為多少?p=F1/=A1F2/A2F2=F1A2/A11.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.1流體靜力學(xué)基礎(chǔ)飛機(jī)操縱、汽車剎車等系統(tǒng)均存在帕斯卡原理的影子?；靖拍?/p>

（1）理想液體和實(shí)際液體

理想液體：無粘性且不可壓縮的假想液體。

實(shí)際液體：具有一定粘度的液體。1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)非恒定流動：壓力、流速、密度有任意一個隨時間而變化的流動。（2）

恒定流動和非恒定流動（更改為定常流動和非定常流動）

恒定流動：液體中任一點(diǎn)的壓力、流速、密度等不隨時間的變化而變化。（3）通流截面、體積流量和平均流速

通流截面A：垂直于流動方向的截面。

體積流量qv：單位時間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積。

平均流速u：v=qv/A。1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)基本概念

連續(xù)性方程流速u與通流截面A的面積成反比1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)假設(shè)：定常流動理論依據(jù)：質(zhì)量守恒定律單位時間內(nèi)流過管道任一通流截面的液體質(zhì)量相等。即：m1=m2ρ1q1=ρ2q2

q=uA不考慮液體的壓縮性，qv=u1A1=u2A2=常量可得：流體通過連通管任一截面的流量相等。在定態(tài)流動系統(tǒng)中，水連續(xù)從粗管流入細(xì)管，粗管內(nèi)徑d1=10cm，細(xì)管內(nèi)徑d2=5cm，當(dāng)細(xì)管流量q為4×10-3m3/s時，求粗管內(nèi)和細(xì)管內(nèi)水的平均流速？【隨堂例題】解：1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)連續(xù)性方程已知流量q1=25L/min，小活塞桿直徑d1=20mm，直徑D1=75mm，大活塞桿d2=40mm，直徑D2=125mm。試求大小活塞的運(yùn)動速度v1和v2?！倦S堂習(xí)題】1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2流體動力學(xué)基礎(chǔ)連續(xù)性方程1.3流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.2