浅析管道压强的计算
摘要：管道在当前环境中已经很普遍，计算其内部各段压强的方法有很多，本文先用一个简单的图例来回顾了压强计算的传统方法，然后用一个更复杂的图来突出比较两种新的方法。三种计算方法各有不同，通过对比便于大家在计算压强时进行合理的选择。
关键字：等压面；方向；抵消
Abstract: the pipeline in the current environment is very common, its internal pressure calculation of each method are many, this paper first uses a simple legend to review the pressure calculation of the traditional method, and then use a more complex picture to highlight the comparison of two kinds of new methods. Three kinds of calculation methods are different from each other, through the contrast for everyone in the calculation of the pressure of rational choice.
Keywords: isobaric surface；direction；offset
一、传统计算方法回顾
在当今的生产、生活中，各种形式管道的应用已经相当普遍，为了保证其正常的使用，提高其使用寿命，计算其内部各段的压强并减小其压强是必不可少的研究内容。如何方便快捷的计算压强更是一个值得不断思考与创新的问题。
如图1，我们先用传统的方法来计算A点的压强。
图1 图2
等压面，是流场中压力相等的各点所组成的面，在只受重力作用的静水中，同一高度处不同点的压强值相等。根据这一原理，B、C两点的压强值相等，，同理可得A点的压强为p0，D点的压强为pa。而静水压强的基本方程，即静水中下面一点的压强等于上面一点的压强加上水容重与两点间水深差的乘积，此时A、B两点水深差等于h1+h2，C、D两点汞深差等于h3，所以且。（注：为水的容重，为汞的容重）
联立方程得：
解方程得：
有关液体压强的计算例题 【例1】下列有关液体压强的说法中，正确的是[] A.不同容器内液体对容器底的压强越大，说明容器内液体重力越大． B.相等质量的液体对不同容器底产生的压强可以是不相等的． C.密度较大的液体对容器底产生的压强肯定比较大． D.以上说法都正确． 【分析】液内压强大小只与深度和液体密度有关，与其他因素没有直接关系，选项A错．选项C只考虑一个因素，也错． 【解答】B． 【说明】液体内部压强是指由液体产生的压强，并不是指液体某处的实际压强大小． 【例2】有一个底面积是200cm2，高10cm的柱型容器，顶部有一个面积是40cm2的小孔，孔上装有一根竖直管子，如图所示．从顶端小孔灌水至顶部以上h1=20cm处．求：（1）容器底受到水的压强是多大？（2）容器顶部受到水的压力是多大？ 【分析】液体压强计算公式中的深度，应从自由液面到液内所计算位置的距离，因此可知容器下底的深度是h1+h2，容器上底的深度是h1． 【解答】
（1）p下=ρ水gh=ρ水g（h1+h2） =1.0×103kg／m3×9.8N／kg×（0.2m+0.1m） =2940Pa． （2）p上=ρ水gh1=1.0×103kg／m3×9.8N／kg×0.2m =1960Pa． F上=p上S上=p上（S底-S孔） =1960Pa×（2×10-2m2-4×10-3m2） =31.36N． 答（1）容器底受到的压强是2940Pa；（2）容器顶受到的压力是31.36N． 【说明】特别要注意，计算压力时的上底面积应扣除小孔面积． 【例3】两支相同的试管内，装有质量相等的不同液体，a管竖直放置，b管倾斜放置，此时两管内液面处于同一水平位置，如图所示．则管底受到液体的压强是[ ] A．一样大．B．a管底大． C．b管底大．D．无法判断． 【分析】由于b管歪斜而两管内液面等高，说明a管内液体体积小于b 管内液体体积．已知两管内液体质量相等，可见a管内液体密度大于b
压强、液体压强的计算 1、如图所示，一个方桌重75 N ，桌上放有一台质量为20 kg 的电视机，桌子 每只脚与水平地面的接触面积是25 cm 2，求桌子对地面的压强. 2、一钢件的质量为500千克，放在水平地面上，对地面压强不得超过2×10 3帕，钢件底面积至少要多大当起重机用5050牛的力向上吊起此钢件，钢件受到的合力多大方向如何（g 取10牛/千克） 3．某通缉逃犯在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印，这对脚印的总面积为0．05 m 2，深度为1．8厘米。为了大致知道该逃犯的质量，公安刑侦人员对该潮湿泥地进行抗压实验，发现使潮湿泥地达到相同深度的压强为1．5x104帕，请你根据以I ：数据推算山： (1)该逃犯对潮湿泥地的压力是多少? (2)该逃犯的质最是多少?(取g ＝10牛／千克) 4.封冰的江河，冰面所能承受的最大压强是2×105 Pa 。某坦克质量为60t ，两条履带着地面积共为5m 2，该坦克在冰面上行驶时对冰面的压强是__________ Pa ，它最多还能装载质量_________t 的人员和其它装备。(g 取10N/kg) 5、某潜水艇在水下受到水的压强为2×105帕，则它所处的深度是 ，若它下潜10米，则受到水的压强是 帕，若它又水平前进10米，则它受到水的压强是 帕。 6、轮船舱底在水面下3.5米，舱底穿了一个面积为0.2m 2的洞，要想堵住这个洞，需要对挡板施加多大的力（取g=10牛/千克） 7、油罐里装着4.8米深的煤油，在罐壁上有2厘米2的小孔，用塞于塞着，塞子 中心距罐底0.3米，(煤油的密度是0.8×103千克/米3) 求：煤油对塞子的压力 8、如图39底面积为40厘米2的圆筒形容器，内装某种液体，测得距液面30厘 米处的器壁上的A 点处所受到的液体的压强为2352帕斯卡. 求液体的密度 9、一个两端开口的玻璃管下，下端用塑料片挡住，插入水深20cm 的地方，如图 5所示，现向玻璃管内注入某种液体，当注入的高度为25cm 时，塑料片刚好脱落， 求所注入的液体的密度 10、如图2甲所示，A 、B 是两只形状不同，质量均为0.5千克的平底水桶，已知它 们的底面积均为4.5×10-2米2，容积均为1.5×10-2米3, A 、B 两桶的手柄与手的接 触面积分别为1×10-3米2和2×10-3米2。在 A 桶内装10千克的水， 水深0.2米；B 桶内装13千克的水。（本题g 取10牛/千克） 求：（1）A 桶桶底受到水的压强。 （2）如图乙所示，小林分别提起A 桶和B 桶时，手所受的压强。 （3）小林想把一只桶内部分水倒入另一只桶内，使两只桶对手的压 强相同。请通过计算判断是否存在这种可能；若有可能算出倒出水的 重力G 0，若没可能说明理由。 11、如图3所示．将底面积为100cm 2，重为5N 的容器放在水平桌面上，容器内装有重45N ，深40cm 的水．求： （1）距容器底10cm 的A 处水的压强． （2）容器对水平桌面压强． 12、一平底玻璃杯放在水平桌面上，内装150g 的水，杯子与桌面的接触面积是10cm 2. 求：（1）水对杯底的压强； （2）若桌面所受玻璃杯的压强是2.7x107pa ，求玻璃杯的质量. 13、某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F 将玻璃管竖直插在水下25cm 处,保持平衡,已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm 2,且塑料片和玻璃管的厚度不 计,玻璃管所受的重力为0.5N. (g=10N/kg) 求: 图2 图3
液体内部的压强教学 设计 Revised on November 25, 2020
液体内部的压强教学设计 陈宇 湖北文理学院物电学院 二〇一四年六月
第六章液体内部的压强 陈宇湖北文理学院课程与教学论（物理）
师：很好！还有没有呢 师：好，没有了，我们一起来看一下，液体重力和容器形状是不是可以从中选择一个来探究呢如果可以，选择哪个更合适呢师：很好，那现在我们就只需要探究深度、液体密度、容器形状以及方向这四个因素了。 师：要探究液体内部压强的大小与哪些因素有关，需要能够测量液体内部压强大小的仪器，今天我为大家介绍一位新朋友，U形管压强计。 （介绍U形管压强计的构造，并演示其使用方法） 图4 U形管压强计 师：那么U形管左右两边的液面差就表示液体内部压强的大小。 师：好！现在我们大家分成四组，第一组探究深度，第二组探究液体密度，第三组探究容器形状，第四组探究方向。 下面，每一小组可以根据自己组要探究的因素思考讨论设计实验方案了，讨论前需要注意这样一个问题，我们要探究液体内部的压强大小与哪一个因素有关，需要控制其他的因素不变，这在物理学中称为什么方法呢 师：对，现在大家可以进行讨论了，设计好实验方案要向我报告 师：好，都设计好了，那第一组先说一说你们的方案 师：很好，大家设计的实验都很好，那我们现在可以开始实验了，实验结束大家要把实验结果向我汇报 组1： 图5 探究液体内部压强与深度的关系 组2： 图6 探究液体内部压强与密度的关系 组3： 图7 探究液体内部压强与容器形状的关系 组4： 图8 探究液体内部的压强与方向的关系 师：很好！现在我们来总结一下。 （板书：2、同种液体同一深度处，液体向各个方向的压强都相等 3、同种液体，深度越深，压强越大生2：密度，实 验中，里面的 液体密度较 大，橡皮膜向 外凸起 生3：液体重 力，实验1中 向玻璃管倒入 的液体越多， 橡皮膜凸起的 程度越大 生4：容器形 状，实验2 中，玻璃管和 外面容器形状 不同，压强也 不同 生5：方向，实 验1中不同的 方向，橡皮膜 凸起的程度不 同，压强不同 生：可以，容 器形状，不同 形状容器可以 装不同重力的 水 仔细观察 认真听讲 分组 生：控制变量 法 思考讨论 组1：把探头放 入同一种液体 的不同深度 处，观察U形 管的液面高度 差有什么不同 组2：把探头分 别放在形状相 同容器中的水 让学生感 悟控制变 量的科学 方法 让学生亲 自经历探 究的过 程，感受 合作学习 的重要 性，并培 养他们合 作学习的 能力
冷热水管道系统的压力损失 无论在供暖、制冷或生活冷热水系统，管道是传送流量和热量必不可少的部分。计算管道系统的压力损失有助于： （1） 设选择正确的管径。 （2） 设选择相应的循环泵和末端设备。也就是让系统水循环起来并且达到热能传送目的 的设备。 如果不进行准确的管道选型，会导致系统出现噪音、腐蚀（比如管道阀门口径偏小）、严重的能耗及设备的浪费（比如管道阀门水泵等偏大）等。 管道系统的水在流动时遇到阻力而造成其压力下降，通常将之简称为压降或压损。 压力损失分为延程压力损失和局部压力损失： — 延程压力损失指在管道中连续的、一致的压力损失。 — 局部压力损失指管道系统内特殊的部件，由于其改变了水流的方向，或者使局部水流通道变窄（比如缩径、三通、接头、阀门、过滤器等）所造成的非连续性的压力损失。 以下我们将探讨如何计算这两种压力损失值。在本章节内我们只讨论流动介质为水的管道系统。 一、 延程压力损失的计算方式 对于每一米管道，其水流的压力损失可按以下公式计算 其中：r=延程压力损失 Pa/m Fa=摩擦阻力系数 ρ=水的密度 kg/m 3 v=水平均流速 m/s D=管道内径 m 公式（1） 延程压力损失 局部压力损失
管径、流速及密度容易确定，而摩擦阻力系数的则取决于以下两个方面： （1）水流方式，（2）管道内壁粗糙程度 表1：水密度与温度对应值 水温°C10 20 30 40 50 60 70 80 90 密度 kg/m3999.6 998 995.4 992 987.7 982.8 977.2 971.1 964.6 1．1 水流方式 水在管道内的流动方式分为3种： —分层式，指水粒子流动轨迹平行有序（流动方式平缓有规律） —湍流式，指水粒子无序运动及随时变化（流动方式紊乱、不稳定） —过渡式，指介于分层式和湍流式之间的流动方式。 流动方式通过雷诺数（Reynolds Number）予以确定： 其中： Re=雷诺数 v=流速m/s D=管道内径m。 ?=水温及水流动力粘度，m2/s 表2：水温及相关水流动力粘度 水温m2/s cSt °E 10°C 1.30×10-6 1.30 1.022 20°C 1.02×10-6 1.02 1.000 30°C 0.80×10-6 0.80 0.985 40°C 0.65×10-6 0.65 0.974 50°C 0.54×10-6 0.54 0.966 60°C 0.47×10-6 0.47 0.961 70°C 0.43×10-6 0.43 0.958 80°C 0.39×10-6 0.39 0.956 90°C 0.35×10-6 0.35 0.953 通过公式2计算出雷诺数就可判断水流方式： Re<2,000：分层式流动 Re：2,000-2,500：过渡式流动
压强液体的压强大气压强计算 一、选择题 ．（2015福建福州，第7题）图1中，利用连通器原理工作的是( ) 2.（2015广东广州，第9题）图8所示玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同，将此装置置于水中， 图9中的哪幅图能反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况（） 3.（2015山东德州，第9题）用图6所示的实验装置来测量液体的密度，将一个带有阀门的三通U形玻璃管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，己知左边液体的密度为ρ1，左右两边液柱高度差分别为h1，h2．则下列说法正确的是（） A．实验中必须将U形管内抽成真空 B．若将U形管倾斜，左右两边液柱高度差将增大 C．右边液体的密度ρ2= D．右边液体的密度ρ2=
4．（2015四川内江，第11题）两个底面积不等的圆柱形容器（S甲 水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数：7953 发布时间：2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损 失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下，都有自己的性能曲线，性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力，这种潜在的工作能力，在泵站的实际运行中，就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能，还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此，工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统，包括管路及其附件。由水力学知，管路水头损失包括管道沿程水头 损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g （3-1） 式中Σh—管道水头损失，m； Σhf--管道沿程水头损失，m； Σhj--管道局部水头损失，m； λ--沿程阻力系数； ζ--局部水头损失系数； ι--管道长度，m； d--管道直径，m； v --管道中水流的平均流速，m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式（3-1）可写成下列形式 Σh=（Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4）Q2=（ΣS沿+ΣS局）Q2=SQ2 （3-2） 式中S沿--管道沿程阻力系数，S2/m5,当管材、管长和管径确定后，ΣS沿值为一常数；S局--管道局部阻力系数，S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后，ΣS局值为一常数； S--管路沿程和局部阻力系数之和，S2/m5。 由式（3-2）可以看出，管路的水头损失与流量的平方成正比，式（3-2）可用一条顶点在原点的二次抛物线表示，该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律，称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中，为了确定水泵装置的工况点，可利用管路水头损失特性曲线，并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样，单位重力液体通过管路系统时所需要的能 量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh （3-3） 式中H需--水泵装置的需要扬程，m； H st--水泵运行时的净扬程，m； v2出-v2进/2g --进、出水的流速水头差，m; Σh--管路水头损失，m。 若进、出水池的流速水头差较小可忽略不计，则式（3-3）可简化为 H需=H st+Σh=H st=SQ2 （3-4） 利用式（3-4）可以画出如图3-2所示的二次抛物线，该曲线上任意一点表示水泵输送某一流量并将其提升H st高度时，管道中每位重力的液体所消耗的能量。因此，称该曲线为水泵装置的需要扬程或管路系统特性曲线。 本文档部分内容来源于网络，如有内容侵权请告知删除，感谢您的配合！ ! 液体压强练习题 一、选择题 1、在图6所以，静止时U型管两侧液面相平，下列选项包含图7中所有合理情形的是 A.乙、丁 B.甲、丙 C.乙、丙 D.甲、丁 2、（2014永州8题2分）你听说过“木桶效应”吗它是指用如图所示的沿口不齐的木桶装水所形成的一种“效应”.那么用该木桶装满水后木桶底部所受水的压强大小取决于 ( ) A. 木桶的轻重 > B. 木桶的直径大小 C. 木桶最短的一块木板的长度 D. 木桶最长的一块木板的长度 第2题图第3题图 3、甲、乙两个容器横截面积不同，都盛有水，水深和a、b、c、d四个点的位置如图所示，水在a、b、c、d四处产生的压强分别为p a、p b、p c、p d。下列关系中正确的是( ) [来源: ] A．p a=p d B．p b=p c / C．p a＜p c D．p b＞p c 4、如图1所示，底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，两液面相平，且甲的质量大于乙的质量。若在两容器中分别加入原有液体后，液面仍保持相平，则此时液体对各自容器底部的压强p A、p B和压力F A、F B的关系是（） A．p A＜p B，F A＝F B B．p A＜p B，F A＞F B C．p A＞p B，F A＝F B D．p A＞p B，F A＞F B 5、匀速地向某容器内注满水，容器底所受水的压强与注水时间的关系如图.这个容器可能是( ) 】 A.量杯 B.烧 杯 C.锥形瓶 D.量筒 6、图中的两个容器中盛有同种相同质量的液体，容器底部受到液体的压强分别为p A、p B，容器底部受到液体的压力分别为F A、F B，则（） 液体内部的压强教学设计 陈宇 湖北文理学院物电学院 二〇一四年六月 第六章 6.3 液体内部的压强 陈宇湖北文理学院课程与教学论（物理）课题液体内部的压强 教材分析 《液体内部的压强》是沪教版九年级第一学期第六章第三节的内容，本节内容包括液体内部的压强和连通器两部分，本课时的教学任务为液体内部的压强。液体内部的压强和生活、生产实际有着密切的联系，同时也是浮力产生的原因。另外，学习本节课内容需要以压力和压强的概念、液体的特点、密度知识为基础。因此，液体内部的压强既是压强知识的延伸和拓展，同时又是阿基米德原理和大气压强的知识基础，在本章的学习中起到了承上启下的作用，是本章的重点内容之一。 教学目标 知识与技能1、知道液体对容器底部和侧壁有压强； 2、理解液体内部压强的规律； 3、学会使用U形管压强计研究液体内部的压强。 过程与方法 1、经历探究液体内部压强规律的过程，感悟控制变量、归纳方法； 2、经历液体压强表达式的推导，感悟建模、演绎的科学方法。 情感态度 与价值观 1、通过液体压强规律的实验探究，懂得合作学习的重要性； 2、通过了解液体压强规律在技术上的应用，感受生活与物理的紧密联 系。 教学重点液体内部压强的规律 教学难点液体内部压强计算公式的推导 教法学法多媒体辅助教学法、实验演示法、实验探究法、客观讲授法 教学资源多媒体课件、烧杯、底部和侧壁开口的玻璃管、水槽、塑料保鲜袋、橡皮膜、水槽、塑料保鲜袋、U形管压强计、不同形状带刻度的容器 教 学 流 程 教学过程 过程教师活动学生过程设计意图 创设情境 导入新课 师：同学们，前一段时间我们一起观看了航 天员王亚平在太空中的授课，大家一定感觉很精 彩很难忘吧？其实，我们国家不止在航天方面取 得了举世瞩目的成就，在深海潜水方面也取得了 很高的成就，下面我们来一起来看关于我国蛟龙 号潜水器突破7000米深海潜水的报道。 （播放视频） 师：好，视频已经看完了，那同学们有没有 想过这样一个问题：为什么潜水器潜入海底有一 定深度的限制，为什么不能再潜入更深的海域 呢？这和我们今天所学的知识有关，今天就让我 们一起来学习第六章第三节液体内部的压强。 （板书：6.3 液体内部的压强） 观看视频 接受熏陶 思考问题 进入状态 既能激发学 生的求知欲 望，又能培 养学生的民 族自豪感和 自信心 实验演示 观察体验 师：大家看，这是一个空烧杯，现在我把它 放在桌面上，烧杯会对桌面产生压强吗？ 师：为什么呢？ 师：很好！现在我往烧杯中倒入一些水，同 学们想一想，水会对烧杯底部产生压强吗？ 师：对，因为水受到重力对杯底也会有压力， 从而产生压强。 师：我们知道，水和烧杯是不同的，烧杯有 固定的形状而水没有，水是液体，没有固定的形 生：会！ 生：烧杯由于受到 重力会对桌面产 生压力，进而产生 压强。 生：会！ 液体内部 有压强 活动Ⅱ 学生实验1 情景Ⅲ 演示实验2 提出猜想 情景Ⅱ 演示实验1 活动I 体验 情景I 多媒体展 示 液体压强 初步规律 活动Ⅲ 推导公式 活动Ⅵ 应用 大气压强计算 1、将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离桌面。 （1）请问是什么力量阻止吸盘脱离桌面？ （2）若此时测得吸盘的直径约为1.6cm ，弹簧测力计的示数为9.8N。请估算出大气压的值是多大？ 2、已知高压锅的限压阀的质量为100.8 g，排气孔的面积为7mm2．求： （1）．锅内气体的压强最大可达多少? （2）．设锅内压强每增加3.6×103Pa，水的沸点就相应的增加1℃，则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg；外界大气压强为1标准大气压，计算时取1×105Pa) 3.大气压强随海拔高度的变化规律是，大约每升高12米，大气压强降低1毫米汞 柱高。某气压计在山脚下，测得大气压强为750毫米汞柱高，已知该山的高度为 1236米，则在山顶上气压计的示数为多少？合多少帕斯卡？ 4.飞机在空中飞行时，测得所受的大气压是700毫米汞柱，若地面的大气压760 毫米汞柱，问飞机的飞行高度是多少？ 5.塑料挂衣钩的塑料帽的直径是4.2厘米，计算大气压作用在这塑料帽上的压力多大？(设大气压为1个标准大气压，并且塑料帽完全密贴在玻璃上) 6.、在工厂里常用圆形吸盘搬运玻璃，它是利用大气压工作的．若圆形吸盘E的直径为0.2m，ABCD为一正方形平板玻璃，边长为1m，重125.6N，吸盘要将该平扳玻璃水平吸住并悬空，则吸盘内的气压应小于多少帕？（已知大气压为P0=1.0×105Pa） 7.、塑料挂衣钩的塑料帽的直径是4.2厘米，计算大气压作用在这塑料帽上的压力约多大？ 8、如图19，一只口径24厘米的高压锅，其限压出气口直径3.5毫米，限压阀质量为100克，（g取 10牛／千克），当正常使用时，求：（l）高压锅内外的压强差；（2）高压锅锅盖接口处承受的最小压力F。 9.、如右上图，家用玻璃茶几的桌架是用四个塑料吸盘吸附在桌面上的．如果每个吸盘的直径是4cm，计算桌架质量不超过多少时，抬起桌面就能把桌架带起．实际上，所能带起的桌架质量总小于上述计算值．请分析原因． 10.用气压计测得某地的大气压强为0.9996×105帕，若用托里拆利实验，测得水银柱的高度应是多少？ 如果用水来做实验托里拆利实验，那么管子的长度至少要有多长？ 管道的阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。 图6-1-1 直管与弯管 （一）摩擦阻力 1．圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： （6-1-1） 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为： （6-1-2） 圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为： （6-1-3） 以上各式中 λ——摩擦阻力系数； v——风秘内空气的平均流速，m/s； ρ——空气的密度，kg/m3； l——风管长度，m； Rs——风管的水力半径，m； f——管道中充满流体部分的横断面积，m2； P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m； D——圆形风管直径，m。 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用： （6-1-4） 式中K——风管内壁粗糙度，mm； D——风管直径，mm。 进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度 v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。 （1）密度和粘度的修正 （6-1-5） 式中Rm——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m； Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m； ρ——实际的空气密度，kg/m3； v——实际的空气运动粘度，m2/s。 八年级物理——重力、压强、液体压强简单计算题训练 班级_________姓名_________ 一、熟悉公示： 1、重力：G=mg（G表示物体所受_____，国际标准单位是_____，符号______；m表示物体_____，国际标准单位是_____，符号_______；g为一常量，g=9.8N/kg，通常情况g取_______）。 2、压强：P=F S （P表示_______，国际标准单位是_______，符号_______；F表示_______，国际标准单 位_______，符号_______；S表示受力_______，国际标准单位_______，符号_______）。 3、液体压强P=ρ液gh（P表示_______，国际标准单位是_______，符号_______；ρ液表示_____________，国际标准单位___________，符号_______；h表示液体的_______深度，国际标准单位_______，符号_______） 二、计算题。（请同学们注意计算题格式） 1、如图所示的玻璃容器，底面积为40cm2，内装500ml精，酒精的密度是0.8×103kg/m3，深度为10cm； 求（1）容器内酒精的重力（提示：先利用公示ρ=m v 计算酒精的质量，单位要换算成国际标准单位）；（2）酒 精对容器底部的压强（提示：用液体压强公示P=ρ液gh计算）；（3）酒精对容器底部的压力（提示：用第二问 中得出的压强再用公示P=F S 可计算）。（g=10N/kg） 2、在一块质量为20千克，底面积为2m2的松木板上，装上700千克的货物后，放到结冰的河面上，若冰面能承受的最大压强是7×104帕，问拉着木板能否将这些货物安全运过河？ 3、如图，在质量为1kg的容器内装有5kg的水，容器放在水平桌面上，容器底面积为100cm2（g=10N/kg）求： ○1容器底对桌面的压力； ○2容器底对桌面的压强； ○3水对A点的压强； ○4水对容器底部的压强。 液体内部的压强教学课题液体内部的压强 教学目标1．知识与技能： ⑴．知道液体对器壁以及液体内部向各个方向都有压强． ⑵．通过实验探究活动，知道液体内部压强规律． ⑶．在实验探究活动中学会使用微小压强计． 2．过程与方法： ⑴．通过演示实验培养学生的观察能力 ⑵．通过用微小压强计对液体内部压强的实验探究活动，让学生体会物理实验是研究问题的重要方法．发展学生由实验数据分析概括物理规律的创造性思维能力． ⑶．经历用“理想液柱法” 推导液体内部压强公式，培养学生的抽象思维能力，引导学生初步学习假想模型法的思路，并使学生了解它是物理学的研究方法之一． 3．情感、态度和价值观 ⑴．通过各个教学环节，激发学生的求知欲，并使学生体会由探究得到物理规律的喜悦． ⑵．通过对液体内部压强公式的推导，让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密． ⑶．通过对帕斯卡实验的学习，培养学生热爱物理的情感． 教学重点 1.液体对容器底及容器壁有压强； 2.液体内部压强规律； 3.液体内部压强公式 教学难点 1.用微小压强计探究液体内部压强规律，由实验数据分析概括物理规律． 2.利用“理想液柱法”推导液体内部压强公式． 3.液体内部压强与所取的底面积大小没有关系，与液体重力没有大小关 系． 4.利用液体压强公式进行简单计算． 仪器材料微小压强计、适量的水、盐水．在两侧有开口直玻璃管，橡皮膜、盛水的方形玻璃鱼缸，电脑、 教学方法探究启发式 板书设计液体压强的计算 一、液体内部压强的特点 液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强 二、液体内部压强规律： 液体的压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；不同液体的压强还跟它的密度有关系． 三、液体压强的计算公式 ⒈公式推导： 在容器中装有密度为ρ的液体，要计算液体在深度为h处的压强p，可在液体中取底面积为S、高为h的一个圆柱体的液体为研究对象，液体 静止时，这个液柱也处于静止状态，所以液柱底面积所受的竖直向上的 1.如图，高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可将食物加热到100℃以上，它省时高效，深受消费者欢迎． （1）小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为 12mm2，压在出气孔上的安全阀的质量为72g，取 g=10N/kg，计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的 压强． （2）当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气．在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？ （3）对照图所示水的沸点与气压的关系图线，说明利用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是多少？ 2．我市开发区某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃．如图中E为圆形吸盘，其面积为120cm2，ABCD为一正方形平板玻璃，边长为1m，重120N，若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2m，在此过程中，g取10N/kg， 求： （1）为什么抽气后吸盘能吸住玻璃？ （ 2）吸盘内压强为多大时恰能吸起这块玻璃（大气压强取1×105pa） 3.用如图所示装置粗略测量大气压的值、把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气，吸盘压在玻璃上的面积为6×10﹣4m2，轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子、吸盘刚好脱落时，测出吸盘、小桶和沙子的总质量为5.4kg．（g=10N/kg） （1）根据实验所得数据计算大气对吸盘的压力为 N ． （2）根据已知数据推算出大气压的值（写出计算过程） 4.高压锅（如图所示）锅盖的面积约为450cm 2 ，若高压锅的排气孔的内径为3mm ，测得压力阀的质量为70g ，求此时锅盖能承受的最大压力．（设外界大气压为标准气压）. 5.如图所示，压力锅直径为24cm ，限压出气口直径为3.5mm ，限压阀质量为100g ，使用时压力锅内外最大压强差是多少？合多少标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力？ 6.如图，一只口部面积约为600cm 2的高压锅，其限压出气口面积为5mm 2，限压阀质量为100g ，(g 取10N ／kg)，当正常使用时，求： （1）高压锅内外的压强差； （2）高压锅锅盖接口处承受的最大压力F 。 7.在一次台风过境时，台风中心的气压下降为9×104 pa ，而房屋中的气压为一个标准大气压，若屋顶的面积 为100m 2。 求（1）屋顶内外受到的大气压力差为多少？ （2）若屋顶所能承受的最大压力为1.2× 106Ｎ，则屋顶会否被掀掉？（１atm ＝1.0×105pa ） 水泵管道压力损失计 算公式 精品资料 水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数：7953 发布时间：2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下，都有自己的性能曲线，性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力，这种潜在的工作能力，在泵站的实际运行中，就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能，还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此，工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统，包括管路及其附件。由水力学知，管路水头损失包括管道沿程水头损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g （3-1） 式中Σh—管道水头损失，m； Σhf--管道沿程水头损失，m； Σhj--管道局部水头损失，m； λ--沿程阻力系数； ζ--局部水头损失系数； ι--管道长度，m； d--管道直径，m； v --管道中水流的平均流速，m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式（3-1）可写成下列形式 Σh=（Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4）Q2=（ΣS沿+ΣS局）Q2=SQ2 （3-2） 式中 S沿--管道沿程阻力系数，S2/m5,当管材、管长和管径确定后，ΣS沿值为一常数； S局--管道局部阻力系数，S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后，ΣS局值为一常数；S--管路沿程和局部阻力系数之和，S2/m5。 由式（3-2）可以看出，管路的水头损失与流量的平方成正比，式（3-2）可用一条顶点在原点的二次抛物线表示，该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律，称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中，为了确定水泵装置的工况点，可利用管路水头损失特性曲线，并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样，单位重力液体通过管路系统时所需要的能量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh （3-3） 式中H需--水泵装置的需要扬程，m； 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 管径和压力损失计算 一、管径计算 1、管径计算 蒸汽、热水、压缩空气、氮气、氧气、乙炔按下述三式计算： 按体积流量计算 按质量流量计算 按允许压降计算 式中—管道内径（mm）； —在工作状态下的体积流量（m3/h）； —在工作状态下的质量流量（t/h）； —在工作状态下的流速（m/s）； —在工作状态下的密度（kg/m3）； —摩擦阻力系数； —允许比压降（Pa/m）。 压缩空气、氮气、氧气、乙炔等气体工作状态下的体积流量可由标准状态（0℃，绝对压力0.1013MPa）下的体积流量换算而得 式中—标准状态下气体体积流量（m3/h）； —气体工作温度（℃）； —气体绝对工作压力（MPa）。 二、管道压力损失计算 管道中介质流动产生的总压差包括直管段的摩擦阻力压降和管道附件的局部阻力压降，以及管内介质的静压差。 管内介质的总静压差：； 直管的摩擦阻力压降：； 管道附件的局部阻力压降：； 管内介质的静压差：。 式中Δp—管内介质的总静压差（Pa）； Δpm—直管的摩擦阻力压降（Pa）； Δpd—管道附件的局部阻力压降（Pa）； Δpz—管内介质的静压差（Pa）； ∑ξ—管件局部阻力系数之和； ∑Ld—管道局部阻力当量长度之和（m）； H1—管段始点标高（m）； H2—管段终点标高（m）； 对液体，因其密度大，计算中应计入介质静压差。对蒸汽或气体，其静压差可以忽略不计。 三、允许比压降计算 对各种压力管路的计算公式为 式中—单位压力降（Pa/m）； 、—起点、终点压力（MPa）； —管道直管段总长度（m）； —管道局部阻力当量长度（m）。 在做近似估算时，对厂区管路可取=（0.1-0.15）；对车间的蒸汽、压缩空气、热水管路，取=（0.3-0.5）；对车间氧气管路去=（0.15-0.20） 看见公式，写上自己知道的公式吧。 管径计算公式。 d=18.8乘以(Q/u)的开平方，其中Q=Qz（273+t）/(293*P),其中，Qz为标准状态下的压力，P为绝对压力。 对于u的确定，p=0.3~0.6MPa时，u=10~20s; p=0.6~1MPa时，u=10~15s; p=1~2MPa时，u=8~12s; p=2~3MPa时，u=3~6s; p>3MPa时，u=0~3s 1、水平桌面上放一质量为100g、底面积为的圆柱形茶杯（杯的厚度不计），杯中有10cm 深的水，则水对杯底的压强为___Pa，桌面对杯子的支持力为__N，杯子对桌面的压强为___Pa（g 取10N/kg）。 ． 2、油罐里装着4.8米深的煤油，在罐壁上有2厘米2的小孔，用塞子塞着，塞子中心距罐底0.3米，(煤油的密度是0.8×103千克/米3)求水对塞子的压力 3、在水平桌面上放着一个玻璃杯，水面距杯底10cm，水的质量是0.13kg，玻璃杯重0.5N，玻璃 杯的底面积是，则水对杯底部的压强是___Pa，杯子对桌面的压强是___Pa．（取g＝10N／kg） 4、两端开口的玻璃管，下端管口用塑料挡住后插入水中，塑料片并不下沉，求： （1）若h=20厘米，塑料片受到液体的压强多大？ （2）不计塑料片本身重，向管中慢慢注入酒精，求使塑料片恰好脱落时酒精柱 的高度？ 5、一平底玻璃杯放在水平桌面上，内装150的水，杯子与桌面的接触面积是 10.求：（1）水对杯底的压强；（2）若桌面所受玻璃杯的压强是， 求玻璃杯的质量. 6、箱内顶部受到水的压强和压力 水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子，箱子重50 N，其顶部有一根长20 cm、横截面积为4 cm2竖直的管子与箱子相通，管子重10 N，管子和箱子都灌满水，求： (2)箱内底部受到水的压强和压力；(3)水的重力； (4)箱子对水平面的压力和压强． 7、A点水的压强 里面注入2千克水，水面距容器口的高度为5厘米。 试求： （1）图中A点水的压强？ （2）容器底面积为100厘米2，容器底部受到的水的压力有多大？ 压强原理及概念部分 一、压强 压强是表示压力作用效果（形变效果）的物理量。在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕（这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的），即牛顿/平方米。压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母「p」表示。 二、定义：单位面积上受到的压力叫做压强。公式：P=F/S 固体压强：物体由于外因或内因而形变时，在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力，单位截面上的这种作用力叫做应力。一般地说，对于固体，在外力的作用下，将会产生压(或张)形变和切形变。因此，要确切地描述固体的这些形变，就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的效果。 三、大气压的发现 17世纪，德国马德堡市有一位市长，名叫奥托·格里克．他是个博学多才的军人，从小就喜欢听伽利略的故事；爱好读书，爱好科学；一直读到莱比锡大学．1621年又到耶拿大学攻读法律；1623年，再到莱顿大学钻研数学和力学．他读了三所大学，知识面很广．因此，他能在军旅中生活；又可在政界中立足；更能在科学界发言．他是1631年入伍，在军队中担任军械工程师，工作很出色．后来，投身政界，1646年当选为马德堡市市长．无论在军旅中，还是在市府内，都没停止科学探索。 1654年，他听到托里拆利的事儿，又听说还有许多人不相信大气压；还听到有少数人在嘲笑托里拆利；再听说双方争论得很激烈，互不相让，针锋相对．因此，格里克虽在远离德国的意大利，但很抱不平，义愤填膺． 他匆匆忙忙找来玻璃管子和水银，重新做托里拆利这个实验，断定这个实验是准确无误的； 再将一个密封完好的木桶中的空气抽走，木桶就“砰！”的一声被大气“压”碎了！有一天，他和助手做成两个半球，直径14英寸，即30多厘米，并请来一大队人马，在市郊做起“大型实验”． 马德堡半球实验 1654年5月8日，马德堡市风和日丽，晴空万里，一大批人围在实验场上，熙熙嚷嚷十分热闹。有的说这样，有的说那样；有的支持格里克，希望实验成功；有的断言实验会失败；人们在议论着，在争论着；在预言着；还有的人一边在大街小巷里往实验场跑，一边高声大叫：“市长演马戏了！市长演马戏了—”格里克和助手当众把这个 八年级物理下册 大气压强练习题 新人教版 一．选择题（共11小题） 1．（2012?自贡）小华制成如图所示的“自动给水装置”，是用一 个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中，瓶口刚好被水浸没．其瓶中水 面能高于盆内水面，主要是由于（ ） A ．瓶的支持力的作用 B ．瓶的重力作用 C ．水的浮力作用 D ．大气压的作用 2．（2012?梧州）下列现象中与大气压无关的是（ ） A ．水往低处流 B 马德堡半球实验 C ．用吸管吸饮料 D ．塑料的吸盘贴在光滑的墙壁上能挂东西 3．（2012?茂名）如图所示是测量大气压强的装置，玻璃管长约1m ，槽内装有水银．下列说法正确的是（ ） A ．此装置是一个连通器 B ．第一次利用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡 C ．玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76 厘米汞柱高 D ．将此装置从山脚移到山顶，管内外汞液面高度差减小 4．（2012?乐山）由于长期的河道淤塞，黄河下游的河床已被抬高．沿河农民通常采用如图所示的方式，引黄河水来灌溉农田．有关这种引水灌溉方式，下列说法中错误的是（ ） A ． 这种取水灌溉方式是利用了大气压把水压入管内流向 B 处的 B ． 使用时B 端管口必须低于A 处水面 C ． 使用时先将管道中灌满水 D ． 高度差H 越大，管道中的水流得就越快 5．（2012?嘉兴）某同学用嘴对一小空瓶吸一口气，空瓶就能“挂”在嘴唇上，原因是（ ） A ．唾液把瓶粘住了 B ．瓶内气压减小了 第1题 第3题 第4题 C ． 瓶外气压增大了 D ．瓶子质量减小了 6．（2012?哈尔滨）同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是（ ） A ．甲图实验，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显 B 乙图实验，当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时．U 形管两边液面高度差不变 C 丙图实验，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积，可估测大气压强的值 D 丁图实验，向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点升高 7．（2012?赤峰）如图所示是课本中展示的自制实验器材，下列说法正确的是（ ） A ．甲是气压计，乙是温度计 B ．甲是气压计，乙是气压计 C ．甲是温度计，乙是温度计 D ．甲是温度计，乙是气压计 8．（2011?营口）下列现象中能用大气压解释的是（ ） A ． 用吸管吸饮料 B ． 铁桶内放一些水，烧开后把开口堵住，再浇下冷水，铁桶扁了 C ． 将两块铅柱的底面削平，然后紧紧地压在一起，重物就不会落下来 D ． 用注射器给人体注射药液 第6题 第7题水泵管道压力损失计算公式
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