第二章流体静力学

流体力学·泵与风机精品课程第二章 第二章流体静力学第一节流体静压强及其特性第二节流体静压强基本方程式及意义第三节压强的度量第四节液注式测压计第五节作用于平面上的液体静压力第六节作用于曲面上的液体静压力

流体力学·泵与风机精品课程第二章 第一节流体静压强及其特性一、流体静压强概念 1、在流体内部或流体与固体壁面所存在的单位面积上的法向作用力称为流体的压强。 2、当流体处于静止状态时，流体的压强称为流体静压强，用符号P表示，单位为Pa。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 二、流体静压强有两个基本特性 1、流体静压强的方向与作用面相垂直，并指向作用面的内法线方向。 2、静止流体中任意一点流体压强的大小与作用面的方向无关，即任一点上各方向的流体静压强都相同。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 一、流体静压强基本方程式：第二节流体静压强基本方程式及意义 1、方程形式：P=P0+γh 式中h是静止流体中任意点在自由液面下的深度。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 2、重要结论：（1）在重力作用下的静止液体中，静压强随深度按线性规律变化，即随深度的增加，静压强值成正比增大。（2）在静止液体中，任意一点的静压强由两部分组成：一部分是自由液面上的压强 P0；另一部分是该点到自由液面的单位面积上的液柱重量。（3）在静止液体中，位于同一深度（ h 一常数）的各点的静压强相等，即任一水平面都是等压面(适用于同种、静止连续的液体)。

3、静压强基本方程式的另一种表示形式： 流体力学·泵与风机精品课程第二章（1）Z的几何意义表示单位重量流体的位置高度或位置水头。（2）P/γ的几何意义表示单位重量流体的压强水头。（3）位置水头和压强水头之和称为测压管水头。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 第三节压强的度量一、绝对压强：流体压强按计量基准的不同可区分为绝对压强和相对压强。以完全真空时的绝对零压强（P=0 ）为基准来计量的压强称为绝对压强。用Pj表示。二、相对压强以当地大气压强为基准来计量的压强称为相对压强Px。可能大于零，也可能小于零。我们习惯上将低于当地大气压强的情况叫出现真空，并将低于大气压强的部分叫真空度或真空压强Pv。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 当自由液面上的压强是当地大气压强Pa时， Pj=Px+Pa Pv=Pa-Pj Pv=|Px| 例2-1 三、绝对压强与相对压强之间的关系

流体力学·泵与风机精品课程第二章 第四节液柱式测压计一、水位计水位计是利用连通器相同液面压强相等的原理来监测容器和设备内液面高度的装置，如水箱、锅炉汽包上都装有水位计。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 在压强作用下，液体在玻璃管中上升 h 高度。则A点的绝对压强为PA=P0+γh,相对压强为Px=γh 二、测压计及真空计：测压计是连接于压力容器上的玻璃直管或U型管，如图所示。例2-2复式水银测压计

流体力学·泵与风机精品课程第二章 ΔP=P1-P2=γlsinα 四、微压计在测量微小压强或压差时，为了提高测量精度，常采用微压计。最常使用的是斜管式微压计，如图所示。斜管的角度越小，倍数放大值越大，测量精确度越高。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 第五节作用在平面上的液体静压力一、解析法上式说明，作用于平面壁上的液体总静压力等于受压面面积与受压面形心处的静压强的乘积。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 作用点的坐标 yD——平面壁受压面上总静压力的作用点到Ox轴的距离，m； Yc——平面壁受压面形心至Ox轴的距离，m； A ——受压面面积，m2； Jc——受压面通过形心且平行于Ox轴的惯性矩。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 注意： 1、利用式（1）只能求液面为大气压强时的情况，如果液面压强不是大气压强，则应以相对压强为0的虚设液面求解水静压力及压力中心。 2、由（1）式可知，作用于受压面的水静压力，只与受压面积及受压面形心处静压强有关，与容器形状无关。如下图所示。

流体力学·泵与风机精品课程第二章 二、图解法：作用于平面上的水静压力等于静水压强分布图的体积，因此，我们只要能够准确的绘制出受压平面的静压强分布图，就可以方便地求出静水总压力。例2-4

第六节作用于曲面上的流体静压力 流体力学.泵与风机精品课程第二章一、作用于曲面的静水压力（1）力的分解：在曲面 ab 上任取一微小面积dA（淹深为 h），其所受压力 dF=γhdA，将dF分解为水平分力dFy和垂直分力dFz，然后分别在整个面积A上求积分。

（2）水平分力： （3）垂直分力：（4）压力体：是所研究的曲面与通过曲面周界的垂直面和液体自由表面或其延伸面所围成的封闭空间。即：（5）总压力：夹角为压力作用线：通过水平分力和垂直分力的交点。例2-5 流体力学·泵与风机精品课程第二章

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