礦山機械基礎(chǔ)知識課件

礦山固定機械礦山固定機械1

第一講：流體靜力學一、流體的物理性質(zhì)二、流體的靜力學方程式三、流體帕斯卡原理四、壓力的測量五、等壓面與連通器第一講：流體靜力學一、流體的物理性質(zhì)2一、流體力學研究對象和任務(wù)流體是液體和氣體的總稱。它們的共同特點是不能像固體那樣單獨地保持一定的形狀，而且具有流動性。因此，流體力學是研究流體的平衡和運動規(guī)律的科學。它用理論分析與實驗相結(jié)合的方法，建立起流體中的作用力、運動速度和壓強之間的關(guān)系，并用得到的規(guī)律解決工程中的實際問題。我們學習流體力學的目的，是為學習礦山排水、通風和壓風設(shè)備等專業(yè)知識提供必要的理論基礎(chǔ)。

第一章流體力學基礎(chǔ)第一節(jié)概述一、流體力學研究對象和任務(wù)第一章3二、液體的主要物理性質(zhì)研究液體的平衡與運動規(guī)律，必須首先了解液體的主要物理性質(zhì)。在研究過程中我們認定：液體質(zhì)點完全占滿所占空間，沒有空隙存在；物理性質(zhì)和運動要素都是連續(xù)分布的；液體為均質(zhì)，各部分和各方向的物理性質(zhì)都是一樣的。液體能承受較大的壓應(yīng)力，卻幾乎不能承受拉應(yīng)力因液體的各質(zhì)點之間的內(nèi)聚力極小，易于流動，它不能自由地保持固定形狀，只能隨容器的形狀而改變，這種特性叫做流動性。二、液體的主要物理性質(zhì)4

液體和氣體的主要區(qū)別是：液體可以隨容器形狀的不同而改變其形狀，且在相當大的外力作用下，亦幾乎不改變其原有的體積，故通常稱為不可壓縮流體。液體與其它流體形成的分界面，稱為自由面。氣體則具有很大的壓縮性和膨脹性。液體和氣體的主要區(qū)別是：液體可以隨容器形狀5

對氣體施加外力，其體積很容易縮小；反之，外力無限減小，氣體則無限地膨脹，充滿容納它的空間，所以它沒有自由表面，故通常稱為可壓縮流體。但是流體的可壓縮性與不可壓縮性都是相對某一種情況而言的，不是所有液體在任何情況下都作為不可壓縮流體來看待，亦不是所有氣體都必須作為可壓縮流體來處理。1、密度和重度密度：對于均質(zhì)液體，單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量叫做密度，用符號ρ表示。

ρ=m/vρ—液體的密度，kg/m3，m—液體質(zhì)量，kg;v—液體體積，rn3對氣體施加外力，其體積很容易縮?。环粗饬o6

重度：液體單位體積內(nèi)所具有的重量，叫做液體的重度，用符號γ表示。γ=G/vG―液體的重力，N。重力是地球?qū)σ后w質(zhì)量的吸引力；γ―液體的重度，N／m3液體重度和密度與壓力和溫度有關(guān)，但因其變化很小，一般也可以看成是不變的，故視為常數(shù)。根據(jù)重力和質(zhì)量的關(guān)系，重度和密度具有下列關(guān)系:γ=g.ρ式中：g為重力加速度，計算時采用g=9.81m/s2。重度：液體單位體積內(nèi)所具有的重量，叫做液體的重度，用符號γ72、粘性及粘性系數(shù)（粘度）當液流做相對運動時，由于液體與固體界壁的附著力及液體本身的內(nèi)聚力，故液體各處的流速不同。以圓筒中的液流為例，接近筒心處速度大，靠近管壁處速度則小。如圖1一1所示，各層流之間，速度較小的薄層將阻止相鄰速度較大的薄層運動，這樣在各液流層的接觸面上產(chǎn)生類似于固體的摩擦過程，也就是在液流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力或切應(yīng)力。液體流動時，液體內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力或切應(yīng)力的性質(zhì)，叫做液體的粘性。靜止液體不存在粘性，流動液體才具有粘性。2、粘性及粘性系數(shù)（粘度）8表示液體粘性大小的系數(shù)，叫粘度。同一流體的粘性與流體的溫度有很大關(guān)系，而與壓力關(guān)系不大。氣體的粘度隨溫度升高而增大，而液體的粘度隨溫度升高而減小。粘度的表示方法有：動力粘度；運動粘度；條件粘度。1）、動力粘度物理意義：單位速度梯度時，相鄰液層間單位面積上內(nèi)磨擦力的大小。液體處于靜止狀態(tài)時，液體的內(nèi)磨擦力為零，法定計量單位：Pa·s（帕秒）。表示液體粘性大小的系數(shù)，叫粘度。同一流體的粘性與流體的溫度有92）、運動粘度液體的動力粘度μ與密度ρ的比值，稱為運動粘度，用符號υ表示，運動粘度沒有明確的物理意義。沿用的運動粘度單位是St（斯）和cSt（厘斯）。液壓油的牌號是以40℃時運動運動粘度的mm2/s數(shù)值命名的。3）、相對粘度相對粘度又稱條件粘度，它們都是用一定量的液體，在一定條件下通過測量儀器的時間來間接表示液體的粘性。常用的是恩氏粘度。2）、運動粘度103、可壓縮性和膨脹性：流體受壓力作用而發(fā)生體積減小和溫度升高而體積增大的性質(zhì)。

第二節(jié)流體靜力學基礎(chǔ)流體靜力學是研究流體在外力作用下的平衡規(guī)律，即研究流體在外力作用下處于靜止或相對靜止的規(guī)律。一、流體靜壓力及其特性（一）流體靜壓力由于外力作用，在靜止流體內(nèi)部產(chǎn)生的壓力，叫做流體靜壓力。靜壓力的單位是Pa，亦可用N／m2。作用在面積S上的表面力如果是很均勻時，則：p=P/S（Pa）3、可壓縮性和膨脹性：流體受壓力作用而發(fā)生體積減小和溫度11（二）流體靜壓力的特性流體靜壓力有兩個重要特性：（1）流體靜壓力的方向總是垂自于作用面，并指向作用面（即作用面的內(nèi)法線方向一致）。（2）靜止的流體中任何一點所受到各個方向的靜壓力均相等，與作用面的方位無關(guān)。二、流體靜力學基本方程（二）流體靜壓力的特性12現(xiàn)分析小圓柱體的受力情況：(l）作用在上表面的力P0△S，方向向下；(2）重力G=γ△S（Z0—Z）方向向下；下部液體對液柱的支撐力p△S，方向向上。作用在液柱周圍且垂直液柱表面的力，因為他們圍繞液柱作對稱分布而且大小相等，所以相互平衡。因此沿液柱垂直軸線力的平衡力程式為：P0△S+γ△S（Z0—Z）—p△S=0消去上式各項中的△S并移項得：P=P0+γ（Z0—Z）P=P0+γh現(xiàn)分析小圓柱體的受力情況：13三、等壓面與連通器1．等壓面由流體靜力學的基本方程可知，在重力作用下的靜止液體中，距任一從準而高度h相等的各點，壓力是相等的。這些壓力相等的點所組成的面叫做等壓面，如圖1一3所示。顯然，重力作用下的靜止液體中，任意一個水平而都是等壓面。但必須注意，這個結(jié)淪只對互相連通而又是相同的液體才適用。如果中間被氣體或另一種液體隔斷，以及不相連通的液體，同一水平面并不是等壓面。三、等壓面與連通器14

(2）在質(zhì)量力不僅是重力還有慣性力（相對平衡液體）時，等壓面不一定是水平面。如圖1一4所示，圓筒容器以等角速度圍繞中心軸轉(zhuǎn)動時，其自由面（等壓面）為一拋物面。

(2）在質(zhì)量力不僅是重力還有慣性力（相對平衡液體152．連通器所謂連通器，就是互相連通的兩個或幾個容器，如圖1一5所示?？傊瑢τ趦H受重力作用的平衡液體的等壓面可總結(jié)出以下兩條：(l）在連通器的同一種液體中，任何一個水平面皆為等壓面。(2）在連通器的兩種不相混的液體中，通過兩種液體分界面的水平面是等壓面。2．連通器總之，對于僅受重力作用的平衡液體的等壓面可總結(jié)出16四、帕斯卡定理在密閉容器內(nèi)的平衡液體中，任意一點的壓力如有變化，這個壓力的變化值將傳給液體中的所有各點，而且其值不變，這就是帕斯卡定理。帕斯卡定理在機械工程中得到廣泛應(yīng)用，例如液壓機、液壓起重機、液壓制動器都是根據(jù)帕斯一卡定理進行工作的。四、帕斯卡定理17五、靜壓力的測量1、液體靜壓力的表示方法(l）絕對壓力：以完全真空為基準算起的壓力叫做絕對壓力，即：p絕＝pa＋γh式中pa―大氣壓力。(2）相對壓力（又稱表壓力或計示壓力）：以大氣壓為基準算起的壓力叫做相對壓力。P表=P絕—Pa=γh(3）真空度（又稱負壓）：絕對壓力低于大氣壓力時，把絕對壓力小于大氣壓力的那一部分稱為真空度。即：P真=Pa—P絕絕對壓力、相對壓力、真空度之間的關(guān)系可用圖1一8表示。壓力的單位用作用在單位面積上的力表示，其單位為Pa或N／m2。五、靜壓力的測量18

2．壓力的測量測量壓力的儀表稱為測壓計。測壓計有兩類：一類是可以測量較高壓力的金屬壓力表（通稱壓力表）；另一類是測量較低壓力的液柱式測壓計，做成直管形式的稱為測壓管，做成U形的稱U形測壓計。2．壓力的測量19礦山機械基礎(chǔ)知識課件20

第二講：流體動力學基礎(chǔ)一、流體動力學基本概念二、流體的連續(xù)性方程式三、流體的能量方程式四、流體流動時的流動狀態(tài)及水頭損失第二講：流體動力學基礎(chǔ)一、流體動力學基本概念21

第三節(jié)流體動力學基礎(chǔ)流體動力學是研究流體運動的一般規(guī)律及其在工程上的實際應(yīng)用。

一、流體動力學的基本概念1、穩(wěn)定流動和非穩(wěn)定流動1）穩(wěn)定流動：在所研究的充滿著運動流體的空間（簡稱流場）中任意取一點，如果在不同時間內(nèi)流體各質(zhì)點流經(jīng)此空間點時，其壓力和流速不變的流動稱為穩(wěn)定流動。2）非穩(wěn)定流動：如果流體各質(zhì)點流經(jīng)某空間點時，其壓力和速度隨時間而變化的流動稱為非穩(wěn)定流動。第三節(jié)流體動力學基礎(chǔ)一、流體222．流線、跡線和流束1）流線：流線是流場中某一瞬間的一條空間曲線，在該線上各點的流體質(zhì)點所具有的速度方向與曲線在該點的切線方向重合。2）跡線：跡線是流體的某一質(zhì)點，在某一時間內(nèi)的運動軌跡。3）流束：在流動液體中取出一個微小的封閉曲線，經(jīng)曲線上的每一點繪出流線，這些流線組成流管，流管中所包括的一小束流體就叫做流束，如圖1一12所示。無數(shù)微小流束加起來就是液體運動的總流。2．流線、跡線和流束233．過流斷面、流量、平均流速1）過流斷面：和液流流動方向相垂直的液流橫斷面積，叫做過流斷面。流線彼此平行時過流斷面為平面；流線彼此不平行時，過流斷面為曲面，如圖1一13所示。在過流斷面上，液體與固體周界的接觸線長稱為濕周或潤周，如圖1一14所示。總流的過流斷面面積與濕周之比稱為水力半徑，用符號R表示，即：R=A/X3．過流斷面、流量、平均流速24礦山機械基礎(chǔ)知識課件252）流量：單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積稱為流量，用符號Q表示。3）平均流速：液體流動時，由于流體與固體壁之間、流體本身質(zhì)點間都有阻力產(chǎn)生，在過流斷面上各點的流速是不同的，一般與固體壁接近的流速變慢接近于零，而中心部最快，如圖1一15所示。。2）流量：單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積稱為流量，用符26二、流體的連續(xù)性方程連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學中的具體應(yīng)用。液流的連續(xù)性是指液體在穩(wěn)定流動時，充滿它所占據(jù)的空間，其內(nèi)部密度無疏密變化，且液流不發(fā)生間斷和泄漏的液體流動。當液體在管道內(nèi)做穩(wěn)定流動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量既不增多，亦不減少，在單位時間內(nèi)流過每一截面的流體質(zhì)量必然相等。這一結(jié)論用數(shù)學表達式表達，就是連續(xù)性方程。二、流體的連續(xù)性方程27設(shè)管道任兩個通流截面面積分別為S1、S2，流速分別為：V1、V2，密度為γ，如圖1-16所示，則有：V1S1=V2S2=常數(shù)=Q（1-12）設(shè)管道任兩個通流截面面積分別為S1、S2，流速分別為28三、理想流體動力學基本方程理想流體動力學方程也就是伯努利方程，它是研究流體運動時其位置、流速、壓力相互轉(zhuǎn)化的方程。理想液體沒有粘性，它在管內(nèi)做穩(wěn)定流動時沒有能量損失。根據(jù)質(zhì)量守恒定理，同一管道內(nèi)每一截面上的總能量都是相等的。P1/γ+Z1+v12/2g=P2/γ+Z2+v22/2gP/γ+Z+v2/2g=常數(shù)三、理想流體動力學基本方程29伯努利方程的物理意義為：在管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體具有壓力能、位能和動能。在任一截面上這三種能量都可以相互轉(zhuǎn)化，但其總和卻保持不變。靜壓基本方程是伯努利方程在流速為零時的特例。伯努利方程的物理意義為：在管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體具有壓力30四、實際流體的動力學方程及其應(yīng)用實際流體的伯努利方程實際流體是有粘性和可壓縮的，在運動時由于摩擦要損耗一部分能量，能量損耗用損失失水頭hw表示；則實際流體的伯努利方程式為：P1/γ+Z1+α1v12/2g=P2/γ+Z2+α2v22/2g+hw

第四節(jié)液體的流動狀態(tài)和損失水頭一、液體的流動狀態(tài)所有粘性液體在流動時都具有兩種不同的狀態(tài)，即層流和紊流。1、層流運動：流體運動時，各質(zhì)點做分層運動，流體質(zhì)點在流層之間不發(fā)生混雜，規(guī)則的層狀運動，如圖1一21a所示。四、實際流體的動力學方程及其應(yīng)用第四節(jié)31礦山機械基礎(chǔ)知識課件322、紊流運動：流體運動時，形成紊亂的形態(tài)，流體質(zhì)點不保持在某一固定層內(nèi)運動有交混和碰撞，產(chǎn)生動能交換，形成無規(guī)則的混亂狀態(tài)，如圖1一2lb所示。層流和紊流是兩種不同性質(zhì)的流動狀態(tài)。層流時粘性力起主導作用，液體質(zhì)點受粘性的約束不能隨意流動；紊流時慣性力起主導作用，液體質(zhì)點在高速流動時粘性不能約束它。液體流動時究竟是層流還是紊流，須用雷諾數(shù)判別：Re=vd/ν。Re臨界＝2320；Re<Re臨界時，液體流動狀態(tài)為層流；Re>Re臨界時，液體流動狀態(tài)為紊流。2、紊流運動：流體運動時，形成紊亂的形態(tài)，流體質(zhì)點不保持在某33二、液流在管路中的水頭損失液體在管路中流動時，必然要遇到各種阻力，為了克服這些阻力，就要損失一定的能量（水頭）。這種能量損失有兩種，即沿程水頭損失和局部水頭損失。二、液流在管路中的水頭損失34

1．沿程水頭損失液流在管路的直線部分損失的水頭，即由流體和管壁之間的摩擦以及流體內(nèi)部之間的內(nèi)摩擦力而產(chǎn)生的，叫沿程水頭損失，用hy表示，可按下式來確定：hy＝λ×L/d×v2/2g。2．局部水頭損夫液流在管路的彎頭、閘閥、逆止閥、異徑接頭、濾水器和底閥、三通、四通等非直線的局部所損失的水頭（即流體流動情況發(fā)生變化，流體微團互相碰撞變形消耗能量而產(chǎn)生的），叫局部水頭損失，用hj表示，可按下式確定：hj=ξv2/2g。

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第一講：流體靜力學一、流體的物理性質(zhì)二、流體的靜力學方程式三、流體帕斯卡原理四、壓力的測量五、等壓面與連通器第一講：流體靜力學一、流體的物理性質(zhì)37一、流體力學研究對象和任務(wù)流體是液體和氣體的總稱。它們的共同特點是不能像固體那樣單獨地保持一定的形狀，而且具有流動性。因此，流體力學是研究流體的平衡和運動規(guī)律的科學。它用理論分析與實驗相結(jié)合的方法，建立起流體中的作用力、運動速度和壓強之間的關(guān)系，并用得到的規(guī)律解決工程中的實際問題。我們學習流體力學的目的，是為學習礦山排水、通風和壓風設(shè)備等專業(yè)知識提供必要的理論基礎(chǔ)。

第一章流體力學基礎(chǔ)第一節(jié)概述一、流體力學研究對象和任務(wù)第一章38二、液體的主要物理性質(zhì)研究液體的平衡與運動規(guī)律，必須首先了解液體的主要物理性質(zhì)。在研究過程中我們認定：液體質(zhì)點完全占滿所占空間，沒有空隙存在；物理性質(zhì)和運動要素都是連續(xù)分布的；液體為均質(zhì)，各部分和各方向的物理性質(zhì)都是一樣的。液體能承受較大的壓應(yīng)力，卻幾乎不能承受拉應(yīng)力因液體的各質(zhì)點之間的內(nèi)聚力極小，易于流動，它不能自由地保持固定形狀，只能隨容器的形狀而改變，這種特性叫做流動性。二、液體的主要物理性質(zhì)39

液體和氣體的主要區(qū)別是：液體可以隨容器形狀的不同而改變其形狀，且在相當大的外力作用下，亦幾乎不改變其原有的體積，故通常稱為不可壓縮流體。液體與其它流體形成的分界面，稱為自由面。氣體則具有很大的壓縮性和膨脹性。液體和氣體的主要區(qū)別是：液體可以隨容器形狀40

對氣體施加外力，其體積很容易縮小；反之，外力無限減小，氣體則無限地膨脹，充滿容納它的空間，所以它沒有自由表面，故通常稱為可壓縮流體。但是流體的可壓縮性與不可壓縮性都是相對某一種情況而言的，不是所有液體在任何情況下都作為不可壓縮流體來看待，亦不是所有氣體都必須作為可壓縮流體來處理。1、密度和重度密度：對于均質(zhì)液體，單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量叫做密度，用符號ρ表示。

ρ=m/vρ—液體的密度，kg/m3，m—液體質(zhì)量，kg;v—液體體積，rn3對氣體施加外力，其體積很容易縮??；反之，外力無41

重度：液體單位體積內(nèi)所具有的重量，叫做液體的重度，用符號γ表示。γ=G/vG―液體的重力，N。重力是地球?qū)σ后w質(zhì)量的吸引力；γ―液體的重度，N／m3液體重度和密度與壓力和溫度有關(guān)，但因其變化很小，一般也可以看成是不變的，故視為常數(shù)。根據(jù)重力和質(zhì)量的關(guān)系，重度和密度具有下列關(guān)系:γ=g.ρ式中：g為重力加速度，計算時采用g=9.81m/s2。重度：液體單位體積內(nèi)所具有的重量，叫做液體的重度，用符號γ422、粘性及粘性系數(shù)（粘度）當液流做相對運動時，由于液體與固體界壁的附著力及液體本身的內(nèi)聚力，故液體各處的流速不同。以圓筒中的液流為例，接近筒心處速度大，靠近管壁處速度則小。如圖1一1所示，各層流之間，速度較小的薄層將阻止相鄰速度較大的薄層運動，這樣在各液流層的接觸面上產(chǎn)生類似于固體的摩擦過程，也就是在液流層之間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力或切應(yīng)力。液體流動時，液體內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力或切應(yīng)力的性質(zhì)，叫做液體的粘性。靜止液體不存在粘性，流動液體才具有粘性。2、粘性及粘性系數(shù)（粘度）43表示液體粘性大小的系數(shù)，叫粘度。同一流體的粘性與流體的溫度有很大關(guān)系，而與壓力關(guān)系不大。氣體的粘度隨溫度升高而增大，而液體的粘度隨溫度升高而減小。粘度的表示方法有：動力粘度；運動粘度；條件粘度。1）、動力粘度物理意義：單位速度梯度時，相鄰液層間單位面積上內(nèi)磨擦力的大小。液體處于靜止狀態(tài)時，液體的內(nèi)磨擦力為零，法定計量單位：Pa·s（帕秒）。表示液體粘性大小的系數(shù)，叫粘度。同一流體的粘性與流體的溫度有442）、運動粘度液體的動力粘度μ與密度ρ的比值，稱為運動粘度，用符號υ表示，運動粘度沒有明確的物理意義。沿用的運動粘度單位是St（斯）和cSt（厘斯）。液壓油的牌號是以40℃時運動運動粘度的mm2/s數(shù)值命名的。3）、相對粘度相對粘度又稱條件粘度，它們都是用一定量的液體，在一定條件下通過測量儀器的時間來間接表示液體的粘性。常用的是恩氏粘度。2）、運動粘度453、可壓縮性和膨脹性：流體受壓力作用而發(fā)生體積減小和溫度升高而體積增大的性質(zhì)。

第二節(jié)流體靜力學基礎(chǔ)流體靜力學是研究流體在外力作用下的平衡規(guī)律，即研究流體在外力作用下處于靜止或相對靜止的規(guī)律。一、流體靜壓力及其特性（一）流體靜壓力由于外力作用，在靜止流體內(nèi)部產(chǎn)生的壓力，叫做流體靜壓力。靜壓力的單位是Pa，亦可用N／m2。作用在面積S上的表面力如果是很均勻時，則：p=P/S（Pa）3、可壓縮性和膨脹性：流體受壓力作用而發(fā)生體積減小和溫度46（二）流體靜壓力的特性流體靜壓力有兩個重要特性：（1）流體靜壓力的方向總是垂自于作用面，并指向作用面（即作用面的內(nèi)法線方向一致）。（2）靜止的流體中任何一點所受到各個方向的靜壓力均相等，與作用面的方位無關(guān)。二、流體靜力學基本方程（二）流體靜壓力的特性47現(xiàn)分析小圓柱體的受力情況：(l）作用在上表面的力P0△S，方向向下；(2）重力G=γ△S（Z0—Z）方向向下；下部液體對液柱的支撐力p△S，方向向上。作用在液柱周圍且垂直液柱表面的力，因為他們圍繞液柱作對稱分布而且大小相等，所以相互平衡。因此沿液柱垂直軸線力的平衡力程式為：P0△S+γ△S（Z0—Z）—p△S=0消去上式各項中的△S并移項得：P=P0+γ（Z0—Z）P=P0+γh現(xiàn)分析小圓柱體的受力情況：48三、等壓面與連通器1．等壓面由流體靜力學的基本方程可知，在重力作用下的靜止液體中，距任一從準而高度h相等的各點，壓力是相等的。這些壓力相等的點所組成的面叫做等壓面，如圖1一3所示。顯然，重力作用下的靜止液體中，任意一個水平而都是等壓面。但必須注意，這個結(jié)淪只對互相連通而又是相同的液體才適用。如果中間被氣體或另一種液體隔斷，以及不相連通的液體，同一水平面并不是等壓面。三、等壓面與連通器49

(2）在質(zhì)量力不僅是重力還有慣性力（相對平衡液體）時，等壓面不一定是水平面。如圖1一4所示，圓筒容器以等角速度圍繞中心軸轉(zhuǎn)動時，其自由面（等壓面）為一拋物面。

(2）在質(zhì)量力不僅是重力還有慣性力（相對平衡液體502．連通器所謂連通器，就是互相連通的兩個或幾個容器，如圖1一5所示?？傊?，對于僅受重力作用的平衡液體的等壓面可總結(jié)出以下兩條：(l）在連通器的同一種液體中，任何一個水平面皆為等壓面。(2）在連通器的兩種不相混的液體中，通過兩種液體分界面的水平面是等壓面。2．連通器總之，對于僅受重力作用的平衡液體的等壓面可總結(jié)出51四、帕斯卡定理在密閉容器內(nèi)的平衡液體中，任意一點的壓力如有變化，這個壓力的變化值將傳給液體中的所有各點，而且其值不變，這就是帕斯卡定理。帕斯卡定理在機械工程中得到廣泛應(yīng)用，例如液壓機、液壓起重機、液壓制動器都是根據(jù)帕斯一卡定理進行工作的。四、帕斯卡定理52五、靜壓力的測量1、液體靜壓力的表示方法(l）絕對壓力：以完全真空為基準算起的壓力叫做絕對壓力，即：p絕＝pa＋γh式中pa―大氣壓力。(2）相對壓力（又稱表壓力或計示壓力）：以大氣壓為基準算起的壓力叫做相對壓力。P表=P絕—Pa=γh(3）真空度（又稱負壓）：絕對壓力低于大氣壓力時，把絕對壓力小于大氣壓力的那一部分稱為真空度。即：P真=Pa—P絕絕對壓力、相對壓力、真空度之間的關(guān)系可用圖1一8表示。壓力的單位用作用在單位面積上的力表示，其單位為Pa或N／m2。五、靜壓力的測量53

2．壓力的測量測量壓力的儀表稱為測壓計。測壓計有兩類：一類是可以測量較高壓力的金屬壓力表（通稱壓力表）；另一類是測量較低壓力的液柱式測壓計，做成直管形式的稱為測壓管，做成U形的稱U形測壓計。2．壓力的測量54礦山機械基礎(chǔ)知識課件55

第二講：流體動力學基礎(chǔ)一、流體動力學基本概念二、流體的連續(xù)性方程式三、流體的能量方程式四、流體流動時的流動狀態(tài)及水頭損失第二講：流體動力學基礎(chǔ)一、流體動力學基本概念56

第三節(jié)流體動力學基礎(chǔ)流體動力學是研究流體運動的一般規(guī)律及其在工程上的實際應(yīng)用。

一、流體動力學的基本概念1、穩(wěn)定流動和非穩(wěn)定流動1）穩(wěn)定流動：在所研究的充滿著運動流體的空間（簡稱流場）中任意取一點，如果在不同時間內(nèi)流體各質(zhì)點流經(jīng)此空間點時，其壓力和流速不變的流動稱為穩(wěn)定流動。2）非穩(wěn)定流動：如果流體各質(zhì)點流經(jīng)某空間點時，其壓力和速度隨時間而變化的流動稱為非穩(wěn)定流動。第三節(jié)流體動力學基礎(chǔ)一、流體572．流線、跡線和流束1）流線：流線是流場中某一瞬間的一條空間曲線，在該線上各點的流體質(zhì)點所具有的速度方向與曲線在該點的切線方向重合。2）跡線：跡線是流體的某一質(zhì)點，在某一時間內(nèi)的運動軌跡。3）流束：在流動液體中取出一個微小的封閉曲線，經(jīng)曲線上的每一點繪出流線，這些流線組成流管，流管中所包括的一小束流體就叫做流束，如圖1一12所示。無數(shù)微小流束加起來就是液體運動的總流。2．流線、跡線和流束583．過流斷面、流量、平均流速1）過流斷面：和液流流動方向相垂直的液流橫斷面積，叫做過流斷面。流線彼此平行時過流斷面為平面；流線彼此不平行時，過流斷面為曲面，如圖1一13所示。在過流斷面上，液體與固體周界的接觸線長稱為濕周或潤周，如圖1一14所示?？偭鞯倪^流斷面面積與濕周之比稱為水力半徑，用符號R表示，即：R=A/X3．過流斷面、流量、平均流速59礦山機械基礎(chǔ)知識課件602）流量：單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積稱為流量，用符號Q表示。3）平均流速：液體流動時，由于流體與固體壁之間、流體本身質(zhì)點間都有阻力產(chǎn)生，在過流斷面上各點的流速是不同的，一般與固體壁接近的流速變慢接近于零，而中心部最快，如圖1一15所示。。2）流量：單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積稱為流量，用符61二、流體的連續(xù)性方程連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學中的具體應(yīng)用。液流的連續(xù)性是指液體在穩(wěn)定流動時，充滿它所占據(jù)的空間，其內(nèi)部密度無疏密變化，且液流不發(fā)生間斷和泄漏的液體流動。當液體在管道內(nèi)做穩(wěn)定流動時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，質(zhì)量既不增多，亦不減少，在單位時間內(nèi)流過每一截面的流體質(zhì)量必然相等。這一結(jié)論用數(shù)學表達式表達，就是連續(xù)性方程。二、流體的連續(xù)性方程62設(shè)管道任兩個通流截面面積分別為S1、S2，流速分別為：V1、V2，密度為γ，如圖1-16所示，則有：V1S1=V2S2=常數(shù)=Q（1-12）設(shè)管道任兩個通流截面面積分別為S1、S2，流速分別為63三、理想流體動力學基本方程