工程流體力學(xué)流體靜力學(xué)2.

感受壓力流體靜力學(xué)（一）流體靜力學(xué)是研究流體平衡以及全部或部分浸在流體中的固體平衡的力學(xué)。流體質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)之間，以及流體質(zhì)點(diǎn)與固體接觸面之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體，都稱為平衡流體或相對(duì)平衡流體。重力壓力重力壓力重力直線慣性力壓力質(zhì)量力重力離心慣性力壓力質(zhì)量力共同點(diǎn)：不體現(xiàn)粘性，無切應(yīng)力靜壓力的方向與大小流體靜壓強(qiáng)及特性流體靜壓強(qiáng)及其特性流體靜壓強(qiáng)的方向必然重合于受力面的內(nèi)法線方向。流體靜壓強(qiáng)及其特性(2)平衡流體中任意點(diǎn)的靜壓強(qiáng)值只能由該點(diǎn)的坐標(biāo)位置來決定，而與該壓強(qiáng)的作用方向無關(guān)。即：平衡流體中各點(diǎn)的壓強(qiáng)只是位置坐標(biāo)()的連續(xù)函數(shù)，與作用方向無關(guān)。即：靜壓力的表征與計(jì)算流體靜力學(xué)方程流體平衡微分方程在平衡流體中取六面體流體微團(tuán)，如圖示。微團(tuán)在質(zhì)量力和表面力的作用下處于平衡狀態(tài)。分析X坐標(biāo)軸方向上各力的分量

質(zhì)量力：表面力：歐拉平衡微分方程式表明了單位質(zhì)量流體所承受的質(zhì)量力和表面力沿各軸的平衡關(guān)系。

流體靜力學(xué)基本方程將歐拉平衡方程式分別乘以dx、dy、dz，并相加在平衡流體中，壓強(qiáng)相等的各點(diǎn)所組成的面稱為等壓面。

特征：（1）等壓面為等勢(shì)面（等高面）。（2）等壓面是一個(gè)垂直于質(zhì)量力的面。

重力作用下的液體壓強(qiáng)分布規(guī)律積分單位重量能量（Pa）絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空

壓強(qiáng)p記值的零點(diǎn)不同，有不同的名稱：以完全真空為零點(diǎn)，記為

p′絕對(duì)壓強(qiáng)以當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

pa

為零點(diǎn)，記為

p

相對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值時(shí)，其絕對(duì)值稱為真空壓強(qiáng)。相對(duì)壓強(qiáng)真空壓強(qiáng)p=

p′-

paBA絕對(duì)壓強(qiáng)基準(zhǔn)A點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)B點(diǎn)真空壓強(qiáng)A點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)B點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)相對(duì)壓強(qiáng)基準(zhǔn)O大氣壓強(qiáng)

paO壓強(qiáng)流體能否達(dá)到絕對(duì)真空狀態(tài)？若不能，則最大真空度為多少?位置水頭、壓強(qiáng)水頭、測(cè)壓管水頭在靜水壓強(qiáng)分布公式

中，各項(xiàng)都為長(zhǎng)度量綱，稱為水頭（液柱高）。

——

位置水頭，以任取水平面為基準(zhǔn)面

z=0

，鉛垂向

上為正。

——

壓強(qiáng)水頭，以大氣壓為基準(zhǔn)，用相對(duì)壓強(qiáng)代入計(jì)

算。

——

測(cè)壓管水頭。

在內(nèi)有液體的容器壁選定測(cè)點(diǎn)，垂直于壁面打孔，接出一端開口與大氣相通的玻璃管，即為測(cè)壓管。OO測(cè)壓管內(nèi)的靜止液面上

p=0，其液面高程即為測(cè)點(diǎn)處的，所以叫測(cè)壓管水頭。測(cè)壓管水頭的含義問題與思考

問題：封閉水箱的測(cè)壓管及箱中水面高程分別為▽1＝100cm和▽4＝80cm，水銀壓差計(jì)右端高程為▽2＝20cm。問左端水銀面高程▽3為多少？

？▽3的大小由什么決定？▽3點(diǎn)的壓力由什么決定？hp4封閉水箱的測(cè)壓管及箱中水面高程分別為▽1＝100cm和▽4＝80cm，水銀壓差計(jì)右端高程為▽2＝20cm。問左端水銀面高程▽3為多少？

解：U型管左側(cè)水銀面所在的水平面為等壓面，依據(jù)題意，可得3點(diǎn)處的靜壓力為：所以：

慣性力作用下的靜壓相對(duì)平衡壓力1.等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的平衡在自由面：相對(duì)壓強(qiáng)：邊界條件：等壓面為傾斜平面流體的相對(duì)平衡ogaxza由（慣性力）2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)流體的平衡邊界條件：在自由面：等壓面為旋轉(zhuǎn)拋物面zrogω2r由（慣性力）問題與思考（1）裝滿液體容器在頂蓋中心處開口的相對(duì)平衡分析：

容器內(nèi)液體雖然借離心慣性力向外甩，但由于受容器頂限制，液面并不能形成旋轉(zhuǎn)拋物面，但內(nèi)部壓強(qiáng)分布規(guī)律不變：作用于頂蓋上的壓強(qiáng)：