流体力学(经典课件)第2章.ppt

《流体力学(经典课件)第2章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、第2章流体静力学第2章流体静力学★特点:τ=0★重点掌握:p（压强）、P（压力）的计算§2.1平衡流体中的应力特征特征1（方向性）：平衡流体中的应力p⊥→作用面。ABCFED§2.1平衡流体中的应力特征特征2（大小性）：平衡流体内任一点的压强p与作用方位无关。xyDyDxDzDsqqpxDyDzpzDxDypsDyDsgDxDyDz/2z§2.2流体平衡微分方程流体平衡微分方程推导yxzoo'dxdydzNM§2.2流体平衡微分方程欧拉平衡微分方程（1775年由瑞士学者欧拉首先提出）§2.2流体平衡微分方程欧拉平衡

2、微分方程综合式将欧拉平衡微分方程各分式分别乘以dx、dy、dz，然后相加，得故得欧拉平衡微分方程综合式（即全微分形式）由，有§2.2流体平衡微分方程等压面概念定义：微分方程：性质等压面恒与质量力正交（证明）；两种流体的交界面为等压面。§2.3重力作用下流体静压强的分布规律一、流体静力学基本方程§2.3重力作用下流体静压强的分布规律二、压强的计量绝对压强★绝对压强不可为负相对压强（计示压强、表压强）★相对压强可正可负真空压强（真空值）★真空压强恒为正值例题1§2.3重力作用下流体静压强的分布规律三、液体静压强分

3、布图示1.绘制液体静压强分布图的知识点流体静力学基本方程静止流体中的应力特征（大小性、方向性）2.液体静压强分布图的绘制方法h1h2hh§2.3重力作用下流体静压强的分布规律四、流体静力学基本方程的几何意义位置水头:压强水头:测压管水头:五、压强表示方法应力表示法：N/m2或Pa、KN/m2或kPa工程大气压表示法：at液柱表示法：mH2O、mOil、mmHg§2.4流体压强的量测流体压强量测仪器的类型较多，主要差别在量程大小、测量精度等方面有所不同。一、常见液柱式测压计h10ph12AphAρhph§2.4流体

4、压强的量测二、U形管压差计作等压面M-N，则由pM=pN得A、B两压源的压强差若将Δz=zB-zA代入上式，整理可得A、B两压源的测压管水头差§2.5液体的相对平衡★研究特点：建立动坐标系一、液体随容器作等加速直线运动建立如图所示动坐标系，则1.压强分布2.等压面方程自由液面方程：z§2.5液体的相对平衡3.与绝对静止情况比较压强分布等压面绝对静止：相对静止：绝对静止：相对静止：§2.5液体的相对平衡二、液体随容器作等角速度旋转运动建立如图所示动坐标系，则1.压强分布AxyrAzoxxyyop0gω§2.5液体的相

5、对平衡2.等压面方程自由液面方程：代入定解条件：当z=0，r=0时，p=pa，则c=pa。§2.5液体的相对平衡3.与绝对静止情况比较压强分布等压面绝对静止：相对静止：绝对静止：相对静止：例题2§2.6静止液体作用在平面上的总压力一、总压力大小§2.6静止液体作用在平面上的总压力二、总压力方向P⊥→受压面三、总压力作用点（压力中心）利用理论力学的合力矩定理求得。对OX轴取矩合力对某轴的矩等于各分力对同一轴的矩的代数和§2.6静止液体作用在平面上的总压力式中化简上式，故为受压面A对ox轴的惯性矩。§2.7静止液体作

6、用在曲面上的总压力★实际工程背景弧形闸门双曲拱坝§2.7静止液体作用在曲面上的总压力双曲拱坝贮油罐§2.7静止液体作用在曲面上的总压力一、总压力大小§2.7静止液体作用在曲面上的总压力水平分力积分得§2.7静止液体作用在曲面上的总压力铅垂分力积分得§2.7静止液体作用在曲面上的总压力合力二、总压力方向三、总压力作用点（图解法）§2.7静止液体作用在曲面上的总压力四、压力体概念构成规则虚实性例题3例题4例题5例题1[例1]图示为量测容器中A点压强的真空计。已知h1=1m,h2=2m，试求A点的真空压强。[解]

7、在空气管段两端应用流体静力学基本方程得故A点的真空压强为水A水空气h2h1例题2[例2]为了提高铸件——车轮的质量，常采用离心铸造机进行铸造（如图示）。已知铁水密度ρ=7138kg/m3，车轮尺寸：直径d=800mm，厚h=250mm。试求铸造机以转速n=400npm旋转时，车轮边缘Ａ点处的相对压强pA-pa。例题2[解]建立roz运动坐标系据得铸件内任一点的相对压强分布对A点：又：代入数据得：例题3[例3]试绘制图中abc曲面上的压力体。dd/2cba水水[解]因abc曲面左右两侧均有水的作用，故应分别考虑。例题

8、3考虑左侧水的作用ab段曲面(实压力体)bc段曲面(虚压力体)阴影部分相互抵消abc曲面(虚压力体)例题3考虑右侧水的作用bc段曲面(实压力体)cba例题3合成左侧水的作用右侧水的作用abc曲面(虚压力体)例题4RρH例题4FT=PZ/N其中Pz为作用在上半球面上的铅垂分力，可用压力体概念求解。故FT=PZ/N=ρgVP/NRρH例题5[例3]求作用在浮体（