流體力學感受壓力-流體靜力學

工程流體力學流體靜力學2.

感受壓力流體靜力學（一）流體靜力學是研究流體平衡以及全部或部分浸在流體中的固體平衡的力學。流體質點與質點之間，以及流體質點與固體接觸面之間沒有相對運動的流體，都稱為平衡流體或相對平衡流體。重力壓力重力壓力重力直線慣性力壓力質量力重力離心慣性力壓力質量力共同點：不體現粘性，無切應力靜壓力的方向與大小流體靜壓強及特性流體靜壓強及其特性流體靜壓強的方向必然重合于受力面的內法線方向。流體靜壓強及其特性(2)平衡流體中任意點的靜壓強值只能由該點的坐標位置來決定，而與該壓強的作用方向無關。即：平衡流體中各點的壓強只是位置坐標()的連續函數，與作用方向無關。即：靜壓力的表征與計算流體靜力學方程流體平衡微分方程在平衡流體中取六面體流體微團，如圖示。微團在質量力和表面力的作用下處于平衡狀態。分析X坐標軸方向上各力的分量

質量力：表面力：歐拉平衡微分方程式表明了單位質量流體所承受的質量力和表面力沿各軸的平衡關系。

流體靜力學基本方程將歐拉平衡方程式分別乘以dx、dy、dz，并相加在平衡流體中，壓強相等的各點所組成的面稱為等壓面。

特征：（1）等壓面為等勢面（等高面）。（2）等壓面是一個垂直于質量力的面。

重力作用下的液體壓強分布規律積分單位重量能量（Pa）絕對壓強、相對壓強、真空

壓強p記值的零點不同，有不同的名稱：以完全真空為零點，記為

p′絕對壓強以當地大氣壓

pa

為零點，記為

p

相對壓強為負值時，其絕對值稱為真空壓強。相對壓強真空壓強p=

p′-

paBA絕對壓強基準A點絕對壓強B點真空壓強A點相對壓強B點絕對壓強相對壓強基準O大氣壓強

paO壓強流體能否達到絕對真空狀態？若不能，則最大真空度為多少?位置水頭、壓強水頭、測壓管水頭在靜水壓強分布公式

中，各項都為長度量綱，稱為水頭（液柱高）。

——

位置水頭，以任取水平面為基準面

z=0

，鉛垂向

上為正。

——

壓強水頭，以大氣壓為基準，用相對壓強代入計

算。

——

測壓管水頭。

在內有液體的容器壁選定測點，垂直于壁面打孔，接出一端開口與大氣相通的玻璃管，即為測壓管。OO測壓管內的靜止液面上

p=0，其液面高程即為測點處的，所以叫測壓管水頭。測壓管水頭的含義問題與思考

問題：封閉水箱的測壓管及箱中水面高程分別為▽1＝100cm和▽4＝80cm，水銀壓差計右端高程為▽2＝20cm。問左端水銀面高程▽3為多少？

？▽3的大小由什么決定？▽3點的壓力由什么決定？hp4封閉水箱的測壓管及箱中水面高程分別為▽1＝100cm和▽4＝80cm，水銀壓差計右端高程為▽2＝20cm。問左端水銀面高程▽3為多少？

解：U型管左側水銀面所在的水平面為等壓面，依據題意，可得3點處的靜壓力為：所以：

慣性力作用下的靜壓相對平衡壓力1.等加速直線運動流體的平衡在自由面：相對壓強：邊界條件：等壓面為傾斜平面流體的相對平衡ogaxza由（慣性力）2.勻速圓周運動流體的平衡邊界條件：在自由面：等壓面為旋轉拋物面zrogω2r由（慣性力）問題與思考（1）裝滿液體容器在頂蓋中心處開口的相對平衡分析：

容器內液體雖然借離心慣性力向外甩，但由于受容器頂限制，液面并不能形成旋轉拋物面，但內部壓強分布規律不變：作用于頂蓋上的壓強：