水力學(xué)課件：第二章 流 體 靜 力 學(xué)-1

1、第二章 流 體 靜 力 學(xué)絕對(duì)靜止(靜止) - 相對(duì)于慣性坐標(biāo)系沒(méi)有運(yùn)動(dòng)相對(duì)靜止 - 相對(duì)于非慣性坐標(biāo)系沒(méi)有運(yùn)動(dòng)任務(wù)：研究液體在靜止?fàn)顟B(tài)下的力學(xué)平衡規(guī)律 及其在工程中的應(yīng)用.表現(xiàn)： 相對(duì)于容器沒(méi)有運(yùn)動(dòng).特性： 靜止流體質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 粘性的作用表現(xiàn)不出來(lái)。zpa核心：根據(jù)平衡條件求靜水中壓強(qiáng)的分 布規(guī)律,并確定對(duì)壁面的總壓力.應(yīng)用 比如,水閘,水壩,水壓機(jī), 液壓制動(dòng)閘, 船舶浮力.質(zhì)量力: 均勻作用于流體質(zhì)點(diǎn)上,其大小與流體的質(zhì)量成正比-重力,慣性力表面力: 作用于流體表面上的應(yīng)力X0PnZYdA大小為法向應(yīng)力p與 n 平行, 切向應(yīng)力 與 n 垂直方向?yàn)樽饔糜诹黧w上的力 N/m

2、22.1 流體靜壓強(qiáng)的特征 特性一：靜止流體只能承受壓應(yīng)力,即壓強(qiáng), 而不能承受切應(yīng)力特性二：靜止流體中任一點(diǎn)上各個(gè)方向的靜水 壓強(qiáng)大小相等,與作用面的方位無(wú)關(guān).pypzyzxpxpn證明：受力面積投影于是同理壓強(qiáng)的表示：2.2 流體平衡的微分方程式 xyzp化簡(jiǎn)后得到 流體在質(zhì)量力和壓力的作用下保持靜止,根據(jù)質(zhì)量力和壓力之間滿足的平衡條件,可建立靜止流體的微分方程 1.歐拉平衡方程式同理可得 流體平衡微分方程式 物理意義 ：平衡流體中,靜止壓強(qiáng)沿某一方向的變化率 與該方向單位體積上質(zhì)量力相等2.歐拉平衡方程式的積分-流體平衡的條件考慮不可壓均質(zhì)流體的情況對(duì)y,z求偏導(dǎo)數(shù) 對(duì)z,x求偏導(dǎo)數(shù) 對(duì)

3、x,y求偏導(dǎo)數(shù) 可得 積分與路徑無(wú)關(guān) 結(jié)論：均質(zhì)流體如果保持平衡其所受的質(zhì)量力必定為有勢(shì)力只有在有勢(shì)力的作用下均質(zhì)流體才能保持平衡。于是存在勢(shì) U使積分可得(空間任意兩點(diǎn))帕斯卡定律：在平衡不可壓的均質(zhì)流體中,邊界上的壓強(qiáng) 可等值均勻的傳遞到流體中的各點(diǎn)上.3.等壓面等壓面方程等壓面的特征： 等壓面與質(zhì)量力垂直 2. 如果質(zhì)量力有勢(shì),等壓面也是等勢(shì)面3. 兩種密度不同的平衡流體其交界面是等壓面,如果質(zhì)量力有勢(shì)也是等勢(shì)面只有 2.3.重力作用下均質(zhì)流體靜平衡(一)在重力場(chǎng)中單位質(zhì)量力為平衡方程變?yōu)閦0zoop0Azh基準(zhǔn)面z在高度 z = z0 水平液面上壓強(qiáng)為 p0 ,消去積分常數(shù)后得到 靜止液體中任一點(diǎn)的壓強(qiáng)等于表面大氣壓強(qiáng)與從該點(diǎn)到液體自由面的單位面積上液注的重量之和例 如果人所能承受的最大壓強(qiáng)為 1 . 274 MPa 試計(jì)算潛水員的極限潛水深度。解 設(shè)海平面高度的大氣壓強(qiáng)為 p0 = 98kPa ,潛水員的極限潛水深度 h 為p0 = paF1F2F2F1水壓機(jī)、液壓千斤頂、液壓制動(dòng)閘的基本原理(二)壓強(qiáng)的計(jì)量和表示方法標(biāo)準(zhǔn)大氣壓工程大氣壓絕對(duì)壓強(qiáng): 以沒(méi)有大氣存在的絕對(duì)真空作為零點(diǎn)計(jì)量的壓強(qiáng),以 表示相對(duì)壓強(qiáng): 以當(dāng)?shù)卮髿鈮鹤鳛榛?/p>