流體力學(xué)第二章

1、流體力學(xué)流流 體體 力力 學(xué)學(xué) 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)流體力學(xué)第二章 流體靜力學(xué) 流體靜力學(xué)研究流體在靜止?fàn)顟B(tài)下的受力平衡規(guī)律及其在工程中的應(yīng)用 根據(jù)力學(xué)平衡條件研究靜壓強(qiáng)的空間分布規(guī)律，確定各種承壓面上靜壓強(qiáng)產(chǎn)生的總壓力，是流體靜力學(xué)的主要任務(wù) 2.1 流體靜壓強(qiáng)特性 2.2 流體平衡微分方程 2.3 重力場(chǎng)中靜水壓強(qiáng)的分布 2.4 平面上的總壓力計(jì)算 2.5 曲面上的總壓力計(jì)算流體力學(xué)2.1 流體靜壓強(qiáng)特性 1、靜壓強(qiáng)的垂向性 2、靜壓強(qiáng)的各向等值性流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)2.3 重力場(chǎng)中靜水壓強(qiáng)的分布 重力場(chǎng)中流體的平衡方程pzCg流體力學(xué)ooppzzgg()ooop

2、pg zzpgh 液體靜力學(xué)基本方程流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué) 絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)與真空值 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 p標(biāo)準(zhǔn) =13.610009.810.76=101.293KN/m2 流體力學(xué) 絕對(duì)壓強(qiáng) pabs 相對(duì)壓強(qiáng) pr rabsapppvappp 負(fù)壓 真空 真空壓強(qiáng) 流體力學(xué) 等壓面的應(yīng)用 U形水銀測(cè)壓計(jì) amBpg hgap Bamppg hga 流體力學(xué) 例：在管道M上裝一復(fù)式U形水銀 測(cè)壓計(jì)，已知測(cè)壓計(jì)上各液面及 A點(diǎn)的標(biāo)高為：1=1.8m， 2=0.6m，3=2.0m，4=1.0m， A=5=1.5m。試確定管中A點(diǎn)壓強(qiáng)。 解： 12323454()()()()Aammppgggg 1

3、2343254()()ampgg (1.80.62.0 1.0)(2.00.6 1.5 1.0)ampgg3313.6 109.81 2.2 109.81 1.9ap32274.88 10 (/)apN m流體力學(xué) 水頭、液柱高度與能量守衡2101.3274.9376.2/AabspKN m2274.9/ApKN mpzCg流體力學(xué)流體力學(xué)2.4 平面上的總壓力計(jì)算 壓強(qiáng)分布圖流體力學(xué)流體力學(xué) 總壓力計(jì)算的解析法 1.靜止液體總壓力的大小 pghsindPpdAghdAgydAsinAPdPgydAsinAgydAsincgy Acgh Acp A流體力學(xué) 2. 靜止液體總壓力的作用點(diǎn) 合力矩

4、定理：合力對(duì)任一軸的力矩等于各分力對(duì)同一軸力矩之和DAAP yydPypdA1DAyypdAP1DAxxpdAP1sinsinDAcyy gydAgy A21Acy dAy AxcIy A流體力學(xué) 慣性矩的平行移軸定理2xxccIIy A2()xccAIyydA22(2)ccAyyyy dA222ccAAAy dAyy dAy dA22xccAAIyydAydA22xcccIy y Ay A2xcIy A流體力學(xué)2xxccIIy A2xxccxcDccccIIy AIyyy Ay Ay AcPp AxcDccIyyy A3112xcIbh414xcIr圓矩形流體力學(xué) 流體力學(xué) 總壓力計(jì)算的圖解

5、法 適用于上、下邊與水面平行的矩形平面上的靜水總壓力及其作用點(diǎn)位置。1.靜止液體總壓力的大小 Pb 流體力學(xué)2. 靜止液體總壓力的作用點(diǎn) 13eh121223a bbebb梯形壓強(qiáng)分布 三角形壓強(qiáng)分布流體力學(xué) 例：某干渠進(jìn)口為一底孔引水洞，引水洞進(jìn)口處設(shè)矩形平面閘門，其高度a=2.5m，寬度b=2.0m。閘門前水深H=7.0m,閘門傾斜角為60。求作用于閘門上的靜水總壓力的大小和作用點(diǎn)。 解析法壓力圖法流體力學(xué)流體力學(xué) 2.5 曲面上的總壓力計(jì)算1. 靜水總壓力的大小 pghdPpdAghdAcosxxdPghdAghdA靜水總壓力在X方向投影xxxxAxAxPdPghdAghdAcxgh A流體力學(xué)靜水總壓力在z方向投影 sinzdPghdAzghdAzzzzAPdPghdAzzAghdAgV流體力學(xué)靜水總壓力的大小22xzPPp2. 靜水總壓力的方向tanzxPParctanzxPP流體力學(xué)3. 靜水總壓力的作用點(diǎn)流體力學(xué)壓力體的繪制 壓力體由三部分構(gòu)成 (1) 曲面本身 (2) 通過曲面周界的鉛垂面 (3) 自由液面或其延續(xù)面 實(shí)壓力體和虛壓力體流體力學(xué) 例：某水閘弧形閘門，寬度 b=10m，圓弧半徑R=8.5m，圓心O與水面齊平，中心角為45。求作用在閘門上的靜水總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)流體力