[工學]工程流體力學第二章-文庫吧

【正文】 作用在流體上的質量力只有重力 均勻的不可壓縮流體 在自然界和實際工程中，經常遇到并要研究的流體是不可壓縮的重力液體，也就是作用在液體上的質量力只有重力的液體。 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 ?????????gfffzyx－000?? gdpdz ?g d zdp ??? ?積分得： Cgpz ?? ?重力作用下的液體平衡方程， 流體靜力學基本方程。 該方程的適用范圍是 : 重力作用下的平衡狀態均質不可壓縮流體 。 等壓面， z=常數。 在重力場中，水平面為等壓面。 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 P0 P1 P2 Z1 Z2 Cgpz ?? ?gpzCgpz??2211 ????二、流體靜力學基本方程的能量意義和幾何意義 （ 1） 位置水頭（位置高度）： 流體質點距某一水平基準面的高度。 （ 2） 壓強水頭（壓強高度）： 由流體靜力學基本方程中的 p/(? g)得到的液柱高度。 壓強勢能： 流體靜力學基本方程中的 p/?項為單位質量流體的 壓強勢能。 形式一 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 gpzCgpz??2211 ????二、流體靜力學基本方程的能量意義和幾何意義 （ 4）幾何意義：在重力場中，對均質連續不可壓縮靜止流體，其靜力水頭為一確定值，換句話說 靜力水頭的連線為一平行于某一基準面的水平線。 （ 3） 靜力水頭： 位置水頭 z和壓強水頭 p/(? g)之和。 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 gpzCgpz??2211 ????二、流體靜力學基本方程的能量意義和幾何意義 （ 5）能量意義： 在重力場中，對均質連續不可壓縮平衡流體，任意一點單位質量流體的總勢能保持不變 。 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 Cgpz ?? ?Cgpzgpz ???? ?? 00ghpp ??? 0P0 P Z Z0 gphzgpz ?? 0)( ????形式二 h h叫做淹深，有了淹深的概念可以將坐標軸建立在自由表面。 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 說明： （ 1）適用條件：靜止、不可壓縮流體。 （ 2）靜止流體中任一點的壓強 p 由兩部分組成，即液面壓強 p0 與該點到液面間單位面積上的液柱重量 γh 。 推廣：已知某點壓強求任一點壓強 ghpp ??? 0hgpp ??? ?12167。 重力場中靜止流體內部的壓強 說明： （ 3）靜止流體中，壓強隨深度呈線性變化。 用幾何圖形表示受壓面上壓強隨深度而變化的圖，稱為壓強分布圖。 大小：靜力學基本方程式 方向：垂直并且指向作用面（特性一） 167。 重力場中靜止流體內部的壓強 說明： （ 4） 同種連續靜止流體中，深度相同的點壓力相同。連通器： 二、幾種壓強的表示 ghpp a ???ghppp ae ????以完全真空時的絕對零壓強 (p＝ 0)為基準來計量的壓強稱為絕對壓強； 以當地大氣壓強為基準來計量的壓強稱為相對壓強。 流體壓強按計量基準的不同可區分為絕對壓強和相對壓強。 絕對壓強與相對壓強之間的關系可在下面導出。當自由液面上的壓強是當地大氣壓強 pa時，則流體靜力學基本方程可寫成 或 式中 p—流體的絕對壓強， Pa； pe—流體的相對壓強， Pa。 因為 pe可以由壓強表直接測得，所以又稱計示壓強（表壓強）。 當流體的絕對壓強低于當地大氣壓強時，就說該流體處于真空狀態。 這些地方的計示壓強都是負值，稱為真空或負壓強，用符號 pv表示， ppp av ??真空 絕對壓強 計示壓強 絕對壓強 圖 絕對壓強、計示壓強和真空之間的關系 流體靜壓強的計量單位有許多種，為了便于換算，現將常遇到的幾種壓強單位及其換算系數列于表 21中。 帕 ( P a ) 工程大氣壓 ( k g f / c m2) 標準大氣壓 ( a t m ) 巴 ( b a r ) 米水柱 ( m H 2 O) 毫米水柱 ( m m H g ) 磅 / 英寸2 ( l b f / i n2) 1 9 . 8 104 1 0 . 1 3 104 1 0 . 0 0 104 0 . 6 8 6 104 0 . 1 0 2 10 4 1 1 . 0 3 3 1 . 0 2 0 . 0 7 10 4 0 . 9 6 8 1 0 . 9 8 7 0 . 0 6 8 0 . 1 0 0 10 4 0 . 9 8 1 1 . 0 1 3 1 0 . 0 6 8 6 1 . 0 2 10 4 10 1 0 . 3 3 1 0 . 2 0 . 7 0 3 7 5 . 0 3 10 4 7 3 5 . 6 7 6 0 7 5 0 . 2 5 1 . 7 1 1 . 4 5 10 4 1 4 . 2 2 1 4 . 6 9 1 4 . 5 0 1 表 21 壓強的單位及其換算表 167。 流體靜壓強的測量 測壓管是一根直徑均勻的玻璃管，直接連在需要測量壓強的容器上，以流體靜力學基本方程式為理論依據。 p ap 0Ahhp ap v表壓 真空 ghpe ??ghpv ??優點：結構簡單 缺點：只能測量較小的壓強 21 pp ?11 ghpp ???222 ghpp a ???122 ghghpp a ?? ???p h1 1 2 A h2 ρ2 ρ pa ?122 ghghp e ?? ??優點：可以測量較大的壓強 167。 流體靜壓強的測量 測量同一容器兩個不同位置的壓差或不同容器的壓強差。 1 A △z 2 h 2 h B 2???)( 21 hhgpp A ??? ?222 )( ghzhgpp B ?? ?????222 )()( ghzhgphhgp BA ??? ???????21 pp ??222 )( ghhzgpp BA ?? ?????167。 流體靜壓強的測量 167。 流體靜壓強的測量 0 p h2 h1 Θ pa