1-2流體靜力學(xué)課件

1、 第二節(jié) 流體靜力學(xué)一、靜壓強(qiáng)在空間的分布 靜止流體中，作用于某一點(diǎn)上的壓強(qiáng)，用符號(hào)p表示。空間各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)數(shù)值不同。1、任意點(diǎn)上的靜壓強(qiáng)pppp 第二節(jié) 流體靜力學(xué)一、靜壓強(qiáng)在空間的分布 靜2、流體微元的受力平衡2.1 表面力流體微團(tuán)xzyabcdA2、流體微元的受力平衡2.1 表面力流體微團(tuán)xzyabcdA因流體處于靜止?fàn)顟B(tài),外力（表面力與體積力）之和為零對(duì)x方向 2.2 體積力（質(zhì)量力）因流體處于靜止?fàn)顟B(tài),外力（表面力與體積力）之和為零對(duì)x方向 歐拉平衡方程(單位質(zhì)量流體所受的體積力和壓力)力是矢量不可直接相加，功是標(biāo)量可直接相加。 歐拉平衡方程力是矢量不可直接相加，在重力場(chǎng)中，單位質(zhì)量

2、流體所受體積力僅為重力 X = 0, Y = 0, Z = -g (Z在z軸上與重力方向相反故取負(fù)號(hào)） 3、平衡方程在重力場(chǎng)中的應(yīng)用靜力學(xué)方程適用條件：重力場(chǎng)中靜止的、連續(xù)的不可壓縮流體（密度為常數(shù) ）在重力場(chǎng)中，單位質(zhì)量流體所受體積力僅為重力 3、平衡方程在重1-2流體靜力學(xué)課件4、壓強(qiáng)能與位能4、壓強(qiáng)能與位能壓強(qiáng)的表示方法（1）直接按壓強(qiáng)的定義：N/m2( Pa 帕斯卡)、 千帕，kpa、兆帕，Mpa 1兆帕=106 N/m2=106 pa (2)間接以流體柱高度表示： ( 為液柱高度要指明為何種流體) （3）以大氣壓強(qiáng)作為計(jì)量單位 1atm = 1.013105 pa = 760 mmH

3、g = 10.33 mH2O 1at = 1 kgf/cm2 =9.81104 pa =735.6 mmHg=10 mH2O (atm 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，at 工業(yè)大氣壓) 壓強(qiáng)的表示方法 (2)間接以流體柱高度表示： ( 為液柱高（1）絕對(duì)壓強(qiáng) 以絕對(duì)真空為基準(zhǔn) （2）表壓或真空度以大氣壓強(qiáng)為基準(zhǔn) 表壓 = 絕對(duì)壓強(qiáng)-大氣壓 真空度 = 大氣壓強(qiáng)-絕對(duì)壓強(qiáng) 5、壓強(qiáng)的基準(zhǔn)大氣壓絕對(duì)壓強(qiáng)絕對(duì)壓強(qiáng)表壓真空度圖 絕對(duì)壓力、表壓與真空度的關(guān)系（1）絕對(duì)壓強(qiáng) 以絕對(duì)真空為基準(zhǔn) （2）表壓或真空度以三、 壓強(qiáng)及壓差的靜力學(xué)測(cè)量方法 1.簡(jiǎn)單測(cè)壓管2. U型測(cè)壓管 三、 壓強(qiáng)及壓差的靜力學(xué)測(cè)量方法 1.簡(jiǎn)單測(cè)壓

4、管2. U型測(cè)靜力學(xué)方程的應(yīng)用例題. 開口容器上層為油，下層為水， =0.7m, =800kg/m3水層高度 =0.6m， =1000kg/m3 (1)判斷下列關(guān)系是否成立： (2)計(jì)算水在玻璃管內(nèi)的高度 h油靜力學(xué)方程的應(yīng)用油油解：油解：例題.流向的判斷 兩容器直徑D1=1000mm,D2=400mm,容器1水面上的真空度 = 1.333104 pa 維持不變，容器2為敞口，閥門關(guān)閉時(shí)，水面高度z1=2.5m,z2=1.5m。問(wèn)：（1）當(dāng)閥門開啟時(shí)，兩液面能否維持不變？ （2）若不能維持原狀，當(dāng)重新達(dá)到平衡時(shí)， 液面高度各有何變化？ pPABD1D2F例題.流向的判斷pPABD1D2F 解：

5、（1）分析：若兩液面維持不變則液體處于靜止?fàn)顟B(tài)， 兩容器內(nèi)任意兩點(diǎn)總勢(shì)能相等。關(guān)于壓強(qiáng)基準(zhǔn)的使用因此以大氣壓pa為基準(zhǔn)，則A點(diǎn)壓強(qiáng)為pv ,B點(diǎn)壓強(qiáng)為0若以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)，則以絕對(duì)壓強(qiáng)直接代入，應(yīng)為：paPVD1D2F 解：（1）分析：若兩液面維持不變則液體處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于現(xiàn)取底面和大氣壓作為位能和壓強(qiáng)能的基準(zhǔn)對(duì)B點(diǎn)：?jiǎn)挝恢亓康目倓?shì)能為對(duì)A點(diǎn)：?jiǎn)挝恢亓康目倓?shì)能為：結(jié)論：paPVABD1D2F現(xiàn)取底面和大氣壓作為位能和壓強(qiáng)能的基準(zhǔn)對(duì)B點(diǎn)：?jiǎn)挝恢亓康目倓?shì)（2）設(shè)液體重新靜止達(dá)到平衡時(shí)，容器1水面上升了h1， 容器2水面下降了h2。 當(dāng)達(dá)到平衡后液體靜止?fàn)顟B(tài)，各點(diǎn)總勢(shì)能相等 即： 容器1因水面上升

6、增加的水體積即容器2減少的體積 即： paPVD1D2F（2）設(shè)液體重新靜止達(dá)到平衡時(shí)，容器1水面上升了h1， 容3.1 U型管壓差計(jì) 討論：3.1 U型管壓差計(jì)所測(cè)讀數(shù)R并不是真正的壓差P，而是A、B兩點(diǎn)虛擬壓強(qiáng)差P AB基準(zhǔn)面指示液iU形壓差計(jì)zBzA被測(cè)流體Rh11200h23.1 U型管壓差計(jì) 討論：AB基準(zhǔn)面指示液iU形壓差計(jì)3.2 當(dāng) 時(shí)，即兩測(cè)壓口位于同一水平面 3.3 若指示液密度小于流體密度必須采用倒U型管壓差計(jì)2p1p2112基準(zhǔn)面指示液iU形壓差計(jì)zBzA被測(cè)流體Rh13400h23.2 當(dāng) 時(shí)，即兩測(cè)壓口位于同一水平面 3.用于兩點(diǎn)壓差較小的情況 內(nèi)裝兩種密度相近但不相溶的指 示劑 A、C U管上頂裝有擴(kuò)大室“水庫(kù)”。 A液面差大， 但C液面變化微小可認(rèn)為維持等高 3.4.微差壓差計(jì)公式推導(dǎo)過(guò)程可參考天大或王志魁編的化工原理P1P2用于兩點(diǎn)壓差較小的情況 U管上頂裝有擴(kuò)大室“水庫(kù)”。3.4四、應(yīng)用靜力學(xué)方程解題的注意事項(xiàng)及解題步驟1、注意事項(xiàng)重力場(chǎng)中靜止的、連續(xù)的不可壓縮流體（密度為常數(shù) ）2、解題步驟 （