PPT《第1章 流体及其主要物理性质》

2 h

1 1

2 A ρ ρp h

2 h

1 1

2 A ρ U形差压管 对(a)图: 对(b)图: 若A、B处为同种液体,且同高,即hA=hB+h ,得 若为水与水银: A B ρ A ρ B ρ p h A h B

1 2 h p ( b ) H A B h '

h ρ 空气 ( a ) H A B h '

h ρ 空气 ( a ) 复式压力计(多管测压计) 若球形容器内是气体,U 形管上端也充以气体,则 若容器中所装为液体,U 形管上端也充满同种液体,则 当所测压强(或压差)较大时(一般大于3个工程大气压),可采用这种多管测压计. h

1 h

2 h

3 A ρ ρ ρ h

1 h

2 h

3 A p ρ ρ 复式压力计(多管测压计) 1.确定压强已知的面2.根据等压面应用的条件,划出等压面3.从已知面开始,逐步推出未知面压强 倾斜管微压计 p ρ A1

0 0 α L A2 h Δh 由A1Δh=A2L,得 若取 ,则 可见:在适当的小倾斜角下,即使待测压强较小,在倾斜测管上也有可观的读数,从而使所测值更精确. 双杯式微压计(测量压差) 微压计的放大效果为11mm→100mm,放大效果显著. Δh p

2 p

1 Δ h ρ

1 ρ

2 水h0h油dDDNN【例】已知ρ1=900kg/m3 ,d=4mm,D=40mm.p1=p2时,U形管中水面平齐,h=0;

若h=100mm,求压强差p1-p2 . 39.2kPa ;

3m A. ?5kPa ;

B.? 49kPa ;

C.? 147kPa ;

D. ?205kPa 如图所示的密闭容器中,液面压强p0=9.8kPa,A点压强为49kPa,则B点压强为多少 ,在液面下的深度为多少 . 露天水池水深5m处的相对压强为: 什么是等压面?等压面应用的条件是什么? 等压面是指流体中压强相等的各点所组成的面.只有重力作用下的等压面应满足的条件是:静止、连通、连续均质流体、同一水平面. 相对压强. ?测压管最小长度为1.5m. 压力表和测压计上测得的压强是绝对压强还是相对压强? 如图所示,若某点测压管水头为-0.5m,压强水头为1.5m,则测压管最小长度应该为多少? 流体作用在固体壁面上的总压力,是由该壁面所接触的流体静压强所引起的,应用流体静压强计算公式可以计算出作用在平面上的总压力;

在设计水箱、挡水闸门、油罐、水曝清砂水池等设备时,会遇到静止流体对固体壁面作用的总压力计算问题;

完整的总压力求解包括其大小、方向 、作用点.

第五节 作用在平面上的 流体静总压力

一、压力现象 静压强在平面域 A 上分布不均匀,沿铅垂方向呈线性分布. 静止流体作用在平面上的总压力是一种比较简单的情况,是平行力系的合成,作用力垂直于作用面,指向自己判断. H H H H H H h h h x y

0 x y

0 x y

0 x y

0 1. 总压力的大小 hC为平面AB的形心C处的淹没深度. 平面AB对 x轴的静面矩,其 大小为 yCA ___ dP h dA y C hC yC B A pa α

二、解析法求解 2. 总压力的方向 平面上的总压力是液体静压强的总和,其作用方向重合于该平面的内法线方向,即垂直指向受压平面. 由平行移轴定理: Ix=ICx+yC2A 平面面积对x轴的面积惯性矩 ―― 3. 静面矩、惯性矩 平面面积对 x轴的静 面矩,其大小为 yCA ___ 表明:yD>

yC,即压力中心D点总是低于形心C点. P D yD dP h dA y 合力矩定理:合力对任一轴的力矩等于各分力对同一轴的力矩和. 4. 压力中心 结论 平面上静水压强的平均值为作用面(平面图形)形 心处的压强.总压力大小等于作用面形心 C 处的 压强 pC 乘上作用面的面积 A . 2. 平面上均匀分布力的合力作用点将是其形心,而静 压强分布是不均匀的,浸没在液面下越深处压强越 大,所以总压力作用点位于作用面形心以下且与受 压面倾角θ无关.3. 当平面面积与形心深度不变时,平面上的总压力大 小与平面倾角θ无关. h 静力奇象 只要平面的面积和形心处的淹深相同,则平板所受到的静水压力也相同. 【例】矩形闸门b*h=1m*0.5m,h0=2m,开启闸门的锁链与水面成45°角.求开启闸门所需拉力T为多大? 【解】 压力中心D的位置为 由 所以当T≥8.11kN时,闸门被开启. 注意点 当平板左侧液面压强p0不等于平板右侧所受压强pa时,平板所受总压力: 则hc ,yc 应理解为形心至相对压强为0的自由面的水深. 上式要写成