流体力学第二章流体静力学
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第一节流体流体静压强及其特性一流体静压强的定义ΔPⅠΔAⅡⅡ作用在受压面整个面积上的压力称为总压力或压力作用在单位面积上的压力是压力强度,简称压强Ap p ∆∆=(2-1-1)App A ∆∆=→∆0lim(2-1-2)当面积ΔA 无限缩小时,则得某点的静压强,为:压强的国际制单位是N/m 2或Pa ;工程单位tf/m 2是或kgf/cm 2。
第一节流体流体静压强及其特性二流体静压强的特性pABCp 1τzxydz dxdyP xP yP nP zdydzp P x x 21⋅=dzdxp P y y 21⋅=dxdyp P z z 21⋅=dAp P n n ⋅=xx f dxdydz F ⋅⋅=61ρyy f dxdydz F ⋅⋅=61ρzz f dxdydz F ⋅⋅=61ρ0)cos(=+∧-x n x F x n P P 061)cos(21=⋅+∧-⋅x n x f dxdydz x n dA p dydz p ρdydzx n dA 21)cos(=∧nx p p =压强方向的假设压强大小计算ΔhΔlΔA第一节流体流体静压强及其特性结论流体静压强的方向与作用面垂直,并指向作用面任意一点各方向的流体静压强大小相等,与作用面的方位无关第二节流体静压强的分布规律p 1p 2Gα0cos 12=⋅--αG P P 0cos 12=∆⋅--αγldA dA p dA p h p p ∆=-γ12hp p γ+=0一液体静压强的基本方程式hp p γ+=12p 0hpph11200z1h2z2z011hppγ+=)(11zzpp-+=γγ/1110zpzp+=+γγ22hppγ+=)(22zzpp-+=γγ/1220zpzp+=+γγCzp=+γ结论:压强水头,压强必须为相对压强位置水头测压管水头,同一容器的静止液体中各点测压管水头相等。
测压管水头表示单位重量流体具有的单位势能。
测压管水头线上的各点,其压强与当地大气压相等。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
第2章 流体静力学2-1 是非题(正确的划“√”,错误的划“⨯”) 1. 水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)2. 在平衡条件下的流体不能承受拉力和剪切力,只能承受压力,其沿内法线方向作用于作用面。
(√)3. 平衡流体中,某点上流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关。
(√)4. 平衡流体中,某点上流体静压强的数值与作用面在空间的位置无关。
(⨯)5. 平衡流体上的表面力有法向压力与切向压力。
(⨯)6. 势流的流态分为层流和紊流。
(⨯)7. 直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
(⨯) 8. 静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
(√) 9. 只有在有势质量力的作用下流体才能平衡。
(√)10. 作用于平衡流体中任意一点的质量力矢量垂直于通过该点的等压面。
(√) ------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-4 如题图2-4所示的压强计。
已知:25.4a cm =,61b cm =,45.5c cm =,30.4d cm =,30α=︒,31A g cm γ=,3 1.2B g cm γ=,3 2.4g g cm γ=。
求压强差?B A p p -=abcdα γAγBγCP AP B题图2-4解:因流体平衡。
有()2sin 30sin 3025.4161 2.445.5 1.20.530.4 2.40.51.06A A g B B g B A B A P a b P c d P P g P P N cm γγγγ+⋅+⋅=+⋅⋅︒+⋅⋅︒∴-=⨯+⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯-=2-5 如图2-5所示,已知10a cm =,7.5b cm =,5c cm =,10d cm =,30e cm =,60θ=︒,213.6HgH O ρρ=。
求压强?A p =解:()()2cos60gage A Hg H O Hg P a c b e d γγγ=+⋅-⋅+︒-()3241513.67.51513.6102.6 2.610g N cm Pa-=⨯-⨯+⨯⨯⨯==⨯答:42.610gage A P Pa =⨯2-8 .如图2-8所示,船闸宽B =25m -,上游水位H 1=63m ,下游水位H 2=48m ,船闸用两扇矩形门开闭。
流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。
古时中国有大禹治水疏通江河的传说;秦朝李冰父子带领劳动人民修建的都江堰,至今还在发挥着作用;大约与此同时,古罗马人建成了大规模的供水管道系统等等。
流体力学的萌芽:距今约2200年前,希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文,他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。
建立了包括物理浮力定律和浮体稳定性在内的液体平衡理论,奠定了流体静力学的基础。
此后千余年间,流体力学没有重大发展。
15世纪,意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题;17世纪,帕斯卡阐明了静止流体中压力的概念。
但流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学,却是随着经典力学建立了速度、加速度,力、流场等概念,以及质量、动量、能量三个守恒定律的奠定之后才逐步形成的。
流体力学的主要发展:17世纪,力学奠基人牛顿(英)在名著《自然哲学的数学原理》(1687年)中讨论了在流体中运动的物体所受到的阻力,得到阻力与流体密度、物体迎流截面积以及运动速度的平方成正比的关系。
他针对粘性流体运动时的内摩擦力也提出了牛顿粘性定律。
使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。
但是,牛顿还没有建立起流体动力学的理论基础,他提出的许多力学模型和结论同实际情形还有较大的差别。
之后,皮托(法)发明了测量流速的皮托管;达朗贝尔(法)对运动中船只的阻力进行了许多实验工作,证实了阻力同物体运动速度之间的平方关系;瑞士的欧拉采用了连续介质的概念,把静力学中压力的概念推广到运动流体中,建立了欧拉方程,正确地用微分方程组描述了无粘流体的运动;伯努利(瑞士)从经典力学的能量守恒出发,研究供水管道中水的流动,精心地安排了实验并加以分析,得到了流体定常运动下的流速、压力、管道高程之间的关系——伯努利方程。
欧拉方程和伯努利方程的建立,是流体动力学作为一个分支学科建立的标志,从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。
第二章流体静力学流体静力学研究流体在静止状态下的力学规律。
由于静止状态下,流体只存在压应力,简称压强,因此,流体静力学这一章以压强为中心,阐述静压强的特性,静压强的分布规律,以及作用面上总压力的计算。
1静止流体中应力的特性2流体平衡微分方程3重力场中流体静压强的分布规律4流体的相对平衡5液体作用在平面上的总压力6液体作用在曲面上的总压特性一:应力的方向沿作用面的内法线方 向。
特性二:静压强的大小与作用面方位无关。
1 •欧拉方程2.全微分方程自然界常见的质量力是重力,因此,在 流体平衡一般规律的基础上,研究重力作用下流-丄空=()p dx丄丝=0 p Z -丄空二 P dz体静压强的分布规律,更有实用意义。
等压而:压强相等的空间点构成的而性质:Ho基本方程:1卩=Po + pghpg气体压强的分布1・对流层、50256zp = 101 .3 1 --- - KPaI 44300 丿2.同温层<11000 一p = 22 .6 exp ----------6334 丿压强的度量1・绝对压强和相对压强绝对压强以无气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。
相对压强是以当地大气压为基准起算的压强。
P = Pabs一P2 •真空度当绝对压强小于当地大气压,相对压强便是负值,又称负压,这种状态用真空度来度量。
[例2・1]立置在水池中的密封罩(如图2・6)所示,求罩内A、B、C三点的压强。
1・测压管高度、测压管水头Z 称为位置高度或位置水头。
称为测压管高度或压强水头。
"嬴称为测压管水头。
2 •真空高度pg[例2・2]密闭容器(图2-9),侧壁上方装有U形管水银测压计,读值hP=20cm。
试求安装在水面下3.5m处的压力表读值。
[例2・3]用U形管水银压差计测量水管A、B 两点的压强差(图2-10) o已知两测点的高差△ z=0.4m,压差计的读值hP = 0.2 m o 试求A、B两点的压强差和测压管水头差。