第二章 流体静力学第一节 流体静压强及其特性VIP免费

第二章流体静力学第一节流体静压强及其特性第七节流体平衡微分方程式第二节流体静压强的分布规律第三节压强的计算基准和度量单位第四节液柱测压计第五节静止流体作用在平面上的总压力第六节静止流体作用在曲面上的总压力第一节流体静压强及其特性一、流体静压强的定义二、流体静压强的特性二、流体静压强的特性APP面积面积ΔAΔA上的平均流体静压强上的平均流体静压强PP：：A点上的流体静压强P：APLimPaA一.流体静压强的定义流体静压力：流体静压力：作用在某一面积上的总压力；作用在某一面积上的总压力；流体静压强：流体静压强：作用在某一面积上的平均压强或作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。某一点的压强。流体静压力与流体静压强的区别：1、静压强的方向—沿作用面的内法线方向流体静压强的方向二、流体静压强的特性假定图中某点的静压强不是垂直于作用面，则静压强p必然可分解为两个分量，—个与作用面相切，为切向分量，也就是切应力；另一个与作用面相垂直，为法向分量。从牛顿内摩擦定律中可以看出，静止流体内部是不会出现切应力的，若，则流体的平衡会遭到破坏。因而在静止的流体中切向分量是不存在的，即。因此，流体静压强只可能垂直于作用面。又因为流体处于静止时不能承受拉应力，拉应力的存在也会破坏流体的平衡，所以流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。0p0p由于流体内部的表面力只存在着压力，因此流体静力学的根本问题是研究流体静压强的问题。2、在静止流体内部，任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关，只与该点的位置有关。流体微小四面体平衡在静止的或相对静止的流体中，取出一个包括O点在内的微小四面体OABC，如图2-3所示，并将O点设置为坐标原点。取正交的三个边长分别为dx、dy、dz，它们分别与坐标轴x、y、z重合。与坐标面x、y、z及倾斜面ABC垂直的面上平均压强分别为px、py、pz及pn。作用在各面上的流体静压力等于各面的平均静压强与该作用面面积的乘积，即1dd21dd21dd2xxyyzzonPpyzPpxzPpxyPpABC作用在微小四面体上的质量力在各轴向的分力等于单位质量力在各轴向的分力与流体质量的乘积。流体的质量等于流体密度与微小四面体体积的乘积。设单位质量力在x、y、z轴的分力分别是，则质量力在各轴向的分力为：1ddd61ddd61ddd6xyzFXxyzFYxyzFZxyz微小四面体在上述表面力和质量力的作用下处于平衡状态，则外力的轴向平衡关系式为：cos01cos02cos03xnxynyznzPPnxFPPnyFPPnzF（）(）（）微小四面体在上述表面力和质量力的作用下处于平衡状态，外力的轴向平衡关系式为：，即各向分力投影之和为零：式中，nxnynz、、分别表示倾斜面外法线方向n与x、y、z轴方向之间的夹角。np前的负号，表示流体静压力在相应坐标轴上的投影与坐标轴的正方向相反。cos01cos02cos03xnxynyznzPPnxFPPnyFPPnzF（）（）（）x方向受力分析:上式第（1）项展开写成：当四面体无限地趋于O点时，则dx趋于0，所以有：px=pn。类似地有：px=py=pz=pn11ddcosddd026xnxpyzpABCnxfxyz1cosdd2ABCnxyz1d03xnxppfx说明：说明：1.静止流体中不同点的压强一般是不等的，一点的各向静压强大小相等。2.运动流体是理想流体时，由于μ=0，不会产生切应力，所以理想流体动压强呈静水压强分布特性。第二节流体静压强的分布规律一、重力作用下流体静压强的基本方程二、分界面和自由面是水平面三、气体压强计算四、等密面是水平面一、重力作用下流体静压强的基本方程在静止液体中，任意取出一倾斜放置的微小圆柱体，微小圆柱体长为△Ɩ，端面积为dA，并垂直于柱轴线。周围的液体对圆柱体有侧面压力及两端面压力。侧面压力与轴向正交，沿轴向没有分力；轴的两端面的压力为P1和P2。静止液体受的质量力只有重力，重力与轴线夹角为，可以分解为平行于轴向的G·cos和垂直于轴向的G·sin两个分力。倾斜微小圆柱体轴向力的平衡，就...