流体静力学
- 格式:pptx
- 大小:1.96 MB
- 文档页数:41
流体力学中的流体静力学流体静力学是流体力学的一个分支,研究静止流体的行为。
它涉及到压力、力的作用和流体的静压力等方面。
本文将介绍流体静力学的基本概念、原理和应用。
一、流体静力学概述流体静力学主要研究静止流体的性质,不考虑流体的运动。
在流体静力学中,我们关注的是流体的压力以及压力的传递和计算。
1.1 压力的定义压力是指单位面积上所受的力,可以用公式P=F/A来表示,其中P 为压力,F为作用力,A为受力面积。
通常情况下,压力是沿法线方向均匀分布的,即P=F/A。
1.2 流体静力学的基本原理根据帕斯卡定律,当外力作用于静止的不可压缩流体时,流体中各点的压强相等。
这意味着在静止流体中,压力在整个流体中传递是均匀且无损失的。
1.3 流体静压力流体静压力是指流体由于受到重力或外力的作用而在垂直平面上的压力。
在静止的流体中,静压力在不同的深度处有不同的大小,按照帕斯卡定律,静压力随深度的增加而增加。
二、流体静压力的计算在流体静力学中,计算流体静压力的方法是基于重力和液体的密度。
下面将介绍两个常见的计算流体静压力的公式。
2.1 绝对压力公式对于水平面上的静止液体,绝对压力公式可以通过公式P=ρgh计算,其中ρ为液体的密度,g为重力加速度,h为液体的高度。
2.2 相对压力公式相对压力是指相对于外部环境的压力变化。
对于不考虑大气压力的情况下,相对压力公式可以通过公式P=ρg(h2-h1)计算,其中h2和h1分别表示液体的两个高度。
三、流体静力学的应用流体静力学在实际工程和科学研究中有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用场景。
3.1 液体压力传感器流体静压力的均匀性和无损失传递的特性使得它可以用于液体压力传感器的设计。
通过测量液体静压力,可以获得液体容器内液位的信息,进而对液体的流量和压力进行控制。
3.2 水坝工程在水坝工程中,流体静力学可以帮助我们计算水压对水坝的压力。
通过对水坝的结构进行理论分析,可以确保水坝在水压作用下的稳定性和安全性。
第二章流体静力学第二章流体静力学§2.3重力作用下的流体平衡重点掌握重点掌握图2-4 重力作用下的静止流体x yzp 0m hop 0m ho水静力学基本方程I说明:水静力学基本方程的适用条不可压缩静止流体。
静止流体中的压强分布,由两部分组成——等值传递的液面压力的液柱产生的压力(重量)γ静止流体中的压力随深度按线性规律变化。
水静力学基本方程II说明:绝对静止流体中的等压面pm ho同种相连通的绝对静止流体的水平面为等压面。
重点掌握二、压强的表示——绝对压强、相对压强、真空度说明:说明:三、静力学基本方程式的意义关于压力水头及等效液柱高度的说明:p关于压力水头及等效液柱高度的说明:h0p γhγ关于压力水头及等效液柱高度的说明:水油δ=0.8h1重点掌握四、测压计——静力学基本方程应用二h水银Bp A§2.4几种质量力作用下的流体平衡掌握一、等加速水平运动容器中流体的相对平衡掌握图2-7 等加速直线运动容器p 0H αo z shm2-7 等加速直线运动容器p 0Hαo z shmαmgma R ()dp adx gdz ρ⇒=-+()dp adx gdz ρ=-+s a z xg⇒=-0p p ρ=-⇒()dp adx gdz ρ=-+代入边界条件x =0、z =0时,二、匀角速旋转容器中流体的相对平衡掌握图2-8 匀角速旋转容器ωp 0Hozmh2-8 匀角速旋转容器ωp 0Hozmhxo y x x ω2αr22()()dp Xdx Ydy Zdz dp xdx ydy gdz ρρωω=++⇒=+-对于不可压缩流体ρ=Const ,令dp =22221()2z x y Cg ωω=++22()dp xdx ydy gdz ρωω=+-如图,汽车上有一长方形水箱,高H=1.2m,长L=4m,水箱顶盖中心中心问题静压强p1§2.1静压强的概念静压强的特性:•方向特性——内法线方向•大小特性——各向等值2§2.2~ §2.4•静水压强的分布特性•等压面方程及其特性§2.1~§2.4 内容小结中心问题静压强p2§2.2~ §2.4•静水压强的分布特性•等压面方程及其特性一般形式绝对静止相对静止§2.2•欧拉平衡方程•等压面§2.3•静力学基本方程•测压计§2.4•等加速直线运动•匀角速旋转运动§2.1~§2.4 内容小结§2-5静止流体作用在平面上的总压力重点掌握的分布规律总压力中心内容中心内容分析方法分析方法图解法解析法解析法预备知识:平行移轴定理:可以转换为对其形心轴c 的惯性矩与CAydA y A=⎰2x AJ y dA=⎰2x C C J J y A=+重点掌握1、问题描述作用在平面上的总压力y DCD Ah C作用在平面上的总压力y D C DAh C 结论:平面总压力=形心压强×平面面积dA dPhsin C C P y A h Aγαγ==作用在平面上的总压力y D C DAh C dA dPh2xD C C y dA J y y A y A==⎰说明:时,试确定平板10m水P 0=0.5at时,试确定平板油水点。