12流體靜力學(xué)解析課件

1、首先應(yīng)了解的基本概念1.2 流體靜力學(xué)基本方程式(hydrostatics equation)10/10/20221第 1 章 流 體 流 動(dòng)首先應(yīng)了解的基本概念1.2 流體靜力學(xué)基本方程式(hydro1-1 流體的靜壓強(qiáng)及其特性 流體靜止的條件是其每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均處于力平衡的狀態(tài)。靜止流體中任意質(zhì)點(diǎn)所受到的空間各方位的壓力壓強(qiáng)數(shù)值上相等。反證法:如果在n1方向上的壓力（壓強(qiáng)）大于其他方向上的壓力（壓強(qiáng)），則在n1方向上必有凈力, F=ma , 則有加速度,即,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),與前提條件(流體靜止)相矛盾。所以靜止流體中任意質(zhì)點(diǎn)所受到空間各方位的壓力（壓強(qiáng)）數(shù)值上相等。得證。n110/10/20222第

2、1 章 流 體 流 動(dòng)1-1 流體的靜壓強(qiáng)及其特性 反證法:n110/9/202靜壓強(qiáng)的特性靜止流體中任意界面上只受到大小相等，方向相反的壓力；無(wú)剪切力存在。作用于任意點(diǎn)所有不同方位的靜壓強(qiáng)在數(shù)值上相等；壓強(qiáng)各向傳遞時(shí)為等量傳遞。即發(fā)生壓強(qiáng)傳遞的過(guò)程中，被傳遞的壓強(qiáng)數(shù)值不變。這在后面的流體靜力學(xué)方程式中可以顯示出來(lái)。10/10/20223第 1 章 流 體 流 動(dòng)靜壓強(qiáng)的特性10/9/20223第 1 章 流 體 流 動(dòng)絕對(duì)壓 absolute pressure表壓 gauge pressure 真空度 vacuum 壓強(qiáng)的表示方法（1）單位：N/m2=Pa, 106Pa=1MPa流體柱高度（

3、p=gh)1atm=1.013105Pa=760mmHg=10.33mH2O（2）基準(zhǔn)：表壓絕對(duì)壓大氣壓真空度大氣壓絕對(duì)壓各壓強(qiáng)表示方式之間的關(guān)系見(jiàn)如下圖示10/10/20224第 1 章 流 體 流 動(dòng)絕對(duì)壓 absolute pressure表壓 P1P2大氣壓Pa絕對(duì)零壓真空度(vacuum)表壓(gauge pressure)P2絕對(duì)壓大氣壓P1絕對(duì)壓10/10/20225第 1 章 流 體 流 動(dòng)P1P2大氣壓Pa絕對(duì)零壓真空度(vacuum)表壓(gau1-2 流體的密度和比容1、流體密度的表達(dá)式氣體密度計(jì)算式氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度氣體在溫度T 、壓強(qiáng)P下的密度氣相混合物的密度液體

4、的密度直接查相關(guān)手冊(cè)液相混合物的密度或者Wi是各組分的質(zhì)量分率10/10/20226第 1 章 流 體 流 動(dòng)1-2 流體的密度和比容1、流體密度的表達(dá)式氣體密度計(jì)算式氣2、比容比容的表達(dá)式10/10/20227第 1 章 流 體 流 動(dòng)2、比容比容的表達(dá)式10/9/20227第 1 章 流 體 1-3 流體靜力學(xué)基本方程式首先分析靜止流體中壓強(qiáng)在空間的分布作用于單位質(zhì)量上的體積力在z方向上的分量為Z10/10/20228第 1 章 流 體 流 動(dòng)1-3 流體靜力學(xué)基本方程式首先分析靜止流體中壓強(qiáng)在空間的力距離=功(機(jī)械能)流體平衡的一般表達(dá)式10/10/20229第 1 章 流 體 流 動(dòng)力

5、距離=功(機(jī)械能)流體平衡的一般表達(dá)式10/9/2022或(Hydrostatic equation)流體靜力學(xué)基本方程式10/10/202210第 1 章 流 體 流 動(dòng)或(Hydrostatic equation)10/9/20 hg=P2-Pa 壓差反映液位深度. 在下面的液面所受的壓強(qiáng)大。巴斯噶原理靜壓強(qiáng)特性第點(diǎn)壓強(qiáng)各向傳遞時(shí)為等量傳遞。即發(fā)生壓強(qiáng)傳遞的過(guò)程中，被傳遞的壓強(qiáng)數(shù)值不變。10/10/202211第 1 章 流 體 流 動(dòng) hg=P2-Pa 壓差反映液位深度. 在靜力學(xué)方程應(yīng)用條件：種流體且不可壓縮（氣體高度差不在時(shí)仍可用）；靜止；重力場(chǎng)。流體總勢(shì)能的概念：總勢(shì)能（壓強(qiáng)能與位

6、能之和）或 虛擬壓強(qiáng)(The dummy pressure)10/10/202212第 1 章 流 體 流 動(dòng)靜力學(xué)方程應(yīng)用條件：流體總勢(shì)能的概念：10/9/202212第2講：1-4 流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用1.3 管內(nèi)流體流動(dòng)的基本方程式1-5 流量和流速1-6 穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)1-7連續(xù)性方程1-8 柏努利方程式第1章 流體流動(dòng)（14學(xué)時(shí)）10/10/202213第 1 章 流 體 流 動(dòng)第2講：1-4 流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用第1章 流體流1、壓強(qiáng)的測(cè)定流體壓力計(jì) ( Manometers)根據(jù)靜力學(xué)方程式判斷等壓面：靜止的、同一種流體、在同一水平面，滿(mǎn)足該三條時(shí)，必為等壓面。

7、1-4 流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用10/10/202214第 1 章 流 體 流 動(dòng)1、壓強(qiáng)的測(cè)定流體壓力計(jì) ( Manometers)根據(jù)靜力U形測(cè)壓管(U-tube manometer)10/10/202215第 1 章 流 體 流 動(dòng)U形測(cè)壓管(U-tube manometer)10/9/20U形測(cè)壓管(U-tube manometer)10/10/202216第 1 章 流 體 流 動(dòng)U形測(cè)壓管(U-tube manometer)10/9/20(two-liquid manometer)x10/10/202217第 1 章 流 體 流 動(dòng)(two-liquid manometer)x1

8、0/9/20已知：基于某一基準(zhǔn)面的 Z0 Z2 Z4 Z6 Z7 10/10/202218第 1 章 流 體 流 動(dòng)已知：基于某一基準(zhǔn)面的 Z0 Z2 Z4 10/9/2（1）測(cè)壓強(qiáng)10/10/202219第 1 章 流 體 流 動(dòng)（1）測(cè)壓強(qiáng)10/9/202219第 1 章 流 體 流 動(dòng)(2)原理10/10/202220第 1 章 流 體 流 動(dòng)(2)原理10/9/202220第 1 章 流 體 流 動(dòng)(3)10/10/202221第 1 章 流 體 流 動(dòng)(3)10/9/202221第 1 章 流 體 流 動(dòng)(4) 液封10/10/202222第 1 章 流 體 流 動(dòng)(4) 液封10/

9、9/202222第 1 章 流 體 流 hPaH正常生產(chǎn):設(shè)備內(nèi)達(dá)到最大允許壓強(qiáng)時(shí)，才可以沖破液封。Pmax=Pa+HgH10/10/202223第 1 章 流 體 流 動(dòng)hPaH正常生產(chǎn):設(shè)備內(nèi)達(dá)到最大允許壓強(qiáng)時(shí)，才可以沖破液封。 液封hPaPPmax液體10/10/202224第 1 章 流 體 流 動(dòng) 液封hPaP液體10/9/202224第 1 章 流 體 (5) 流向判斷10/10/202225第 1 章 流 體 流 動(dòng)(5) 流向判斷10/9/202225第 1 章 流 體 流(6) 液位計(jì)Rh1210/10/202226第 1 章 流 體 流 動(dòng)(6) 液位計(jì)Rh1210/9/2

10、02226第 1 章 液位計(jì)P1=P2P3=P4P3-P1=P4-P2R1 23410/10/202227第 1 章 流 體 流 動(dòng)液位計(jì)P3-P1=P4-P2R1 23410/9/20流體靜力學(xué)方程式注意：1)選取水平基準(zhǔn)面；選在兩個(gè)面的下邊某一 水平面較為方便；2)選取壓強(qiáng)的基準(zhǔn)；3)兩個(gè)壓強(qiáng)面之間流體的密度。流體靜力學(xué)總結(jié)判斷等壓面10/10/202228第 1 章 流 體 流 動(dòng)流體靜力學(xué)方程式注意：1)選取水平基準(zhǔn)面；選在兩個(gè)面的下邊上U形管：上、下U形管指示劑相同，分析：R和H數(shù)值的關(guān)系？下U形管：解：10/10/202229第 1 章 流 體 流 動(dòng)上U形管：上、下U形管指示劑相同，分析：R和H數(shù)值的關(guān)系？下1.2 流體靜力學(xué)完自某負(fù)壓設(shè)備（真空蒸發(fā)器）向下排液10/10/202230第 1 章 流 體 流 動(dòng)1.2 流體靜力學(xué)完自某負(fù)壓設(shè)備（真空蒸發(fā)器）向下排液10/APa省略10/10/2