第二章《流體力學(xué)》

流體力學(xué)基礎(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)證明第二個(gè)特性（1）表面力

流體力學(xué)（2）質(zhì)量力

流體力學(xué)流體力學(xué)由于

流體力學(xué)同理

靜水壓強(qiáng)是空間點(diǎn)坐標(biāo)的標(biāo)量函數(shù)

流體力學(xué)§2.2流體平衡微分方程

流體平衡微分方程的推導(dǎo)（1）表面力六面體中心點(diǎn)M(x，y，z)的壓強(qiáng)為p根據(jù)泰勒級(jí)數(shù)展開式

點(diǎn)的壓強(qiáng)為

流體力學(xué)點(diǎn)的壓強(qiáng)為

流體力學(xué)（2）質(zhì)量力

流體力學(xué)X方向平衡微分方程

流體力學(xué)

由瑞士學(xué)者歐拉于1775年首次導(dǎo)出，稱為歐拉平衡微分方程流體力學(xué)有勢(shì)力場(chǎng)中的靜壓強(qiáng)流體力學(xué)質(zhì)量力勢(shì)函數(shù)和有勢(shì)力

等壓面上任意點(diǎn)處的質(zhì)量力與等壓面正交等壓面流體力學(xué)例題：一灑水車以加速度a沿x方向行駛，求壓強(qiáng)分布與自由面方程。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X=Y=0,Z=-g

dp=-gdz

p=-gz+C’

流體力學(xué)液體靜力學(xué)基本方程流體力學(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

工程大氣壓

p工程=10009.8110=98.1KN/m2

當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

pa

流體力學(xué)絕對(duì)壓強(qiáng)

pabs相對(duì)壓強(qiáng)

pr

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)

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：

流體力學(xué)水頭、液柱高度與能量守衡流體力學(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

流體力學(xué)2.靜止液體總壓力的作用點(diǎn)

合力矩定理：合力對(duì)任一軸的力矩等于各分力對(duì)同一軸力矩之和流體力學(xué)慣性矩的平行移軸定理流體力學(xué)圓矩形流體力學(xué)

流體力學(xué)總壓力計(jì)算的圖解法適用于上、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

流體力學(xué)2.靜止液體總壓力的作用點(diǎn)

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

靜水總壓力在X方向投影流體力學(xué)靜水總壓力在z方向投影

流體力學(xué)靜水總壓力的大小2.靜水總壓力的方向流體力學(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