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《流体力学理论基础流体静力学(讲义)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、主要内容：1、平衡状态下流体中应力特征；2、流体平衡微分方程式；3、流体静力学基本方程；4、压力的描述及测量仪表；5、流体相对平衡时的力学分析；6、流体与固体的相互作用。第一节平衡状态下流体中应力特征当流体处于平衡或相对平衡状态时,作用在流体上的应力只有法向应力而没有切向应力,流体作用面上负的法向应力就是静压强流体静压强的两个特性特性一：流体静压力方向垂直于作用面，并沿作用面的内法线方向流体静压强及其特性特性二：流体静压强大小与作用面的方向无关，只是该点坐标的连续可微函数边长δx、δy、δz静压强Px、Py、Pz和Pn密
2、度ρ单位质量力的分量fx、fy、fz流体静压强及其特性力在x方向的平衡方程为：由于流体静压强及其特性力在y方向的平衡方程为:由于力在z方向的平衡方程为:由于※证明在静止流体内部,压强只是点的坐标的连续函数静压强可表示为当δx、δy、δz趋向于0时，得到：所以：欧拉平衡微分方程等压面力函数第二节流体平衡微分方程式在静止流体中取一微元平行六面体边长δx、δy、δz中心点坐标a(x,y,z)中心点压强p作用在x轴垂直的两个面中心点b、c上的流体静压强，可将a点的静压强按泰勒级数展开，略去二阶以上的无穷小项求得单位质量力的分量f
3、x、fy、fz◆平衡微分方程式x方向的平衡方程式化简得同除以同理得（1）（2）（3）欧拉平衡微分方程等压面力函数写成矢量：静止流体平衡微分方程式又叫欧拉平衡微分方程式适用范围：可压缩、不可压缩流体静止、相对静止状态流体欧拉平衡微分方程等压面力函数其中：压强差方程:上式中(1)×dx+(2)×dy+(3)×dz得欧拉平衡微分方程等压面力函数等压面：在流体中压强相等的点组成的面性质：在静止流体中，作用于任意点的质量力垂直于经过该点的等压面微分形式的等压面方程：写成矢量形式:由矢量代数可知,这两个矢量必然垂直◆等压面重力场中流
4、体的平衡※适用于不可压缩均质流体的平衡状态对于不可压缩流体,积分得对1,2两点列方程:重力场中,取xoy为水平面,z轴垂直向上,在该坐标系中单位质量力的分量为：第三节 流体静力学基本方程重力场中流体的平衡物理意义:※当连续不可压缩的重力流体处于平衡状态时,在流体中的任意点上,单位质量流体的总势能为常数单位质量流体的位势能单位质量流体的压力势能之和为总势能对图中a点和b点列静力学方程或◆流体静力学基本方程重力场中流体的平衡几何意义:※不可压缩的重力场中流体处于平衡状态时,静水头线为平行于基准面的水平线位置水头压力水头之和为
5、静水头A-A静水头线重力场中流体的平衡◆帕斯卡原理:1 自由表面的压强2淹深为、密度为的流体柱产生的压强对淹深为h的a点和压强为p0的自由液面上的点，列静力学基本方程上式表明:不可压缩的重力流体处于平衡状态时,流体内部的静压强由两部分构成该式还表明:均质不可压缩的重力流体处于平衡状态时,自由液面上的压强对内部任意点上的影响是相同的,即施加在自由液面上的压强,将以同样的大小传递到液体内部任意点上—帕斯卡原理重力场中流体的平衡绝对压强：以完全真空为基准计量的压强计示压强：以当地大气压强为基准计量的压强真空度：当被测流体的绝对
6、压强低于大气压强时，测得的计示压强为负值，此时，流体处于真空状态用液柱高度表示１工程大气压＝１标准大气压＝各压强度量单位之间的换算◆绝对压强 计示压强 真空度第四节 压力描述及测量仪表重力场中流体的平衡金属式测压计压电晶体式传感器测压管重力场中流体的平衡结构最简单的液柱式测压计为了减小毛细现象的影响,玻璃管直径一般不小于14mm分被测压强高于和低于大气压强两种情况：◆流体静压强的测量和液柱式测压计重力场中流体的平衡U形管测压计也要考虑毛细现象的影响,管径的要求和测压管相同,压强量程比测压管大得多被测流体的密度U形管中工作
7、液体的密度工作液体一般采用水或水银重力场中流体的平衡倾斜式微压计微压计系数，0.2、0.3、0.4、0.6、0.8U形管测压计还可用来测量流体的压强差容器中A,B点的位置高度一样两个容器中流体的密度U形管中工作液体的密度工作液体一般采用蒸馏水或者酒精重力场中流体的平衡解：例如图２-１所示，一倒置的Ｕ形管，其工作液体为油， 下部为水，已知 ，求两容器中的压强差。重力场中流体的平衡解：重力场中流体的平衡解:例２-4 如图所示，已知求AB两点的压强差。重力场中流体的平衡液体的相对平衡质量力包括两部分：代入压
8、差公式坐标原点选在液面不变化的o点，z轴垂直向上，x轴沿罐车的运动方向积分得第四节流体相对平衡时的力学分析1、等加速水平直线运动容器中液体的相对平衡液体的相对平衡当时得静压强不仅与垂直坐标有关系，同时还和水平坐标有关系等压面微分方程：积分得等压面和x轴的夹角为等压面为一簇倾斜平面液体的相对平衡自由液面得代入得※形式上
