流体力学 第二章 静力学2.ppt

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1、三、静力学基本方程式三、静力学基本方程式P0P1P2Z1Z2三、静力学基本方程式三、静力学基本方程式l单位质量流体所受到的质量力单位质量流体所受到的质量力lX=Y=0；Z=-g 代入代入l得得l对均质流体，密度为常数，对均质流体，密度为常数，l【】l 静力学基本方程式静力学基本方程式三、静力学基本方程式三、静力学基本方程式l适用条件适用条件：重力作用下静止的均质流体。：重力作用下静止的均质流体。l对于分装在互不相同的对于分装在互不相同的两个容器两个容器内的流体内的流体或装在同一容器中的或装在同一容器中的不同密度不同密度的两种流体的两种流体之间，流体静力学基本方程式不成立。之间，流体静力学基本方

2、程式不成立。四、静力学基本方程式的意义四、静力学基本方程式的意义l1、几何意义、几何意义 l在容器侧壁打一个在容器侧壁打一个小孔，接上与大气小孔，接上与大气相通的玻璃管，就相通的玻璃管，就形成一根形成一根测压管测压管。四、静力学基本方程式的意义四、静力学基本方程式的意义l1、几何意义、几何意义lz：测点到基准面的高度，位置水头，：测点到基准面的高度，位置水头，ml :压力所引起的液柱高度，压力水头，压力所引起的液柱高度，压力水头，ml ：测压管液面到基准面的高度，：测压管液面到基准面的高度，l 测压管水头，测压管水头，ml几何意义：静止流体中测压管水头为常数几何意义：静止流体中测压管水头为常数

3、四、静力学基本方程式的意义四、静力学基本方程式的意义1、几何意义几何意义四、静力学基本方程式的意义四、静力学基本方程式的意义l2、物理意义、物理意义l位置水头位置水头z：单位重力流体所具有的位置势能，比：单位重力流体所具有的位置势能，比位能。位能。l压力水头压力水头 ：单位重力流体所具有的压力势能，：单位重力流体所具有的压力势能，比压能。比压能。l测压管水头测压管水头 ：单位重力流体所具有的总机械：单位重力流体所具有的总机械能，总比能。能，总比能。l物理意义：静止流体中总比能为常数。物理意义：静止流体中总比能为常数。l 压能和位能之间可以相互转化。压能和位能之间可以相互转化。第三节第三节 流体

4、静力学基本公式及其应用流体静力学基本公式及其应用l一、流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式l边界条件：边界条件：l代入代入 ，得，得一、流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式l对于任意两点，上式可写成对于任意两点，上式可写成l 为两点间深度差为两点间深度差l【】l流体静力学基本公式流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式l说明：说明：l（1）重力作用下的均质流体内部的静压力）重力作用下的均质流体内部的静压力与深度与深度h呈线性关系。呈线性关系。一、流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式l（2）静止流体内部任意点的静压力由液面）静止流体内部任意点的静压力由液面上的静

5、压力上的静压力 与液柱所形成的静压力与液柱所形成的静压力 两部分组成，深度两部分组成，深度h相同的点静压力相等。相同的点静压力相等。l在同一连续的重力作用在同一连续的重力作用下的静止流体的水平面下的静止流体的水平面都是都是等压面等压面。l但必须注意，这个结论但必须注意，这个结论只是对互相连通而又是只是对互相连通而又是同一种流体才适用。同一种流体才适用。一、流体静力学基本公式一、流体静力学基本公式l（3）静止流体边界上压力的变化将均匀地）静止流体边界上压力的变化将均匀地传递到流体中的每一点，这就是著名的帕传递到流体中的每一点，这就是著名的帕斯卡定律。斯卡定律。二、流体静压力的计量标准及其表示方法

6、二、流体静压力的计量标准及其表示方法l1、流体静压力的计量标准、流体静压力的计量标准l绝对标准（绝对压力）：以物理真空（绝绝对标准（绝对压力）：以物理真空（绝对真空）为零点的标准对真空）为零点的标准l相对标准（相对压力）：以当地大气压力相对标准（相对压力）：以当地大气压力为零点的标准为零点的标准二、流体静压力的计量标准及其表示方法二、流体静压力的计量标准及其表示方法l2、流体静压力的表示方法、流体静压力的表示方法l绝对压力绝对压力l相对压力：表压，真空压力（真空度）相对压力：表压，真空压力（真空度）l表压：绝对压力大于当地大气压力时，相表压：绝对压力大于当地大气压力时，相对压力大于零。对压力大

7、于零。l真空压力（真空度）：绝对压力小于当地真空压力（真空度）：绝对压力小于当地大气压力时，相对压力小于零。大气压力时，相对压力小于零。二、流体静压力的计量标准及其表示方法二、流体静压力的计量标准及其表示方法补充：连通器内液体的平衡补充：连通器内液体的平衡l定义：连通器是两个或两个以上的相互连定义：连通器是两个或两个以上的相互连通的容器。通的容器。三、流体静压力的测量三、流体静压力的测量l在工程实际和流体实验中经常需要直接测在工程实际和流体实验中经常需要直接测量某点压力或两点的压力差，如为了保证量某点压力或两点的压力差，如为了保证泵正常运转，在泵进口和出口分别装上真泵正常运转，在泵进口和出口分

8、别装上真空表和压力表，以便随时观测压力大小来空表和压力表，以便随时观测压力大小来控制泵的工作。控制泵的工作。l目前经常采用的有压力表（金属测压计）、目前经常采用的有压力表（金属测压计）、压力传感器（电子测压计）和液式测压计。压力传感器（电子测压计）和液式测压计。液式测压计液式测压计l液式测压计是利用液柱高度与被测液体压液式测压计是利用液柱高度与被测液体压力相平衡原理制成的测压仪表。力相平衡原理制成的测压仪表。l优点：构造简单，使用方便。优点：构造简单，使用方便。l原理：原理：l方法：方法：找等压面找等压面 l 是两种流体或多种流体之间的桥梁，是两种流体或多种流体之间的桥梁，采用最多的是两种流体

9、的分界面。采用最多的是两种流体的分界面。1 1、简单测压管简单测压管l直接由同一液体引出来的液柱高度来测量直接由同一液体引出来的液柱高度来测量压力的装置称为测压管。压力的装置称为测压管。l简单的测压管一端和测压点相联接，另一简单的测压管一端和测压点相联接，另一端开口，和大气相通。端开口，和大气相通。1 1、简单测压管简单测压管l优点：结构简单，精度较高，造价低廉。优点：结构简单，精度较高，造价低廉。l缺点：量程较小；缺点：量程较小；l 不适于测量气体压力。不适于测量气体压力。2 2、U U形测压管形测压管lU形测压管是利用相对密度较大的水银作为形测压管是利用相对密度较大的水银作为工作液，装在工

10、作液，装在U形管中，一端接在容器的测形管中，一端接在容器的测压点上，用来量测该点压力大小。压点上，用来量测该点压力大小。lA-A面是等压面面是等压面l如被测流体为气体如被测流体为气体2 2、U U形测压管形测压管l水银测压计的量测范水银测压计的量测范围可以达到围可以达到12个大个大气压。气压。l例例21 油罐内装有相对密度为油罐内装有相对密度为0.8的油品，的油品，U型测压管装置如图所示。求油面的高度型测压管装置如图所示。求油面的高度H及液面压力及液面压力 。拱顶罐外观3 3、U U形压差计形压差计lU U形压差计与形压差计与U U形测压管原理相同，只是将形测压管原理相同，只是将测压管两端接在不同的两个测压点上，用测压管两端接在不同的两个测压点上，用来比较两点的压差。来比较两点的压差。