流体力学-03 流体静力学

3 流体静力学

流体静力学

33

P2--P30

流体平衡P2

教材（中册）：

C1 流体平衡

教材（中册）：C1

流体静力学是研究流体相对某一参考系

流体静力学是研究流体相对某参考系统为静止状态下的力学特征。

流体静力学基本方程

3-1

1 流体静力学基本方程

目标：确定流体内部压力场的静力学方程式。

作用于流体上的两种力质量力和表面

作用于流体上的两种力：质量力和表面力大多数程问题中，重力是唯的质量力。大多数工程问题中，重力是唯一的质量力。

质量力：

表面力：压强（法向应力，没有剪切力）

p

=p(x，y，z)

泰勒展开式:

整理后，得

压强梯度

压力梯度是单位体积上由压强所产生的表面力的负值。可以看出：在计算表面净剩压力时，压强负值可以看出在计算表面净剩压力时压强

本身的大小不很重要，重要的是压强随着距离的变化率，也就是压强梯度。

表面力++质量力

表面力

G

F

d

dV

该位置处单位体积的重力=0某位置处单位体积的压力

某位置处单位体积的压力++该位置处单位体积的重力

如果重力矢量与z 轴取一致的话轴取一致的话，，则，g x =0，g y =0，g z =-g

压力和高度的基本关联式常常用于解决压力计问题，

，分析多管用于解决压力计问题

压力计时，

，要考虑以下原则：

压力计时

1、连通管中同一种液体在同一高

连通管中同种液体在同高

，压力相同；

度的任何两点

度的任何两点，

。

压力增大。

随着液柱的下降，

2、随着液柱的下降

，压力增大

）

P22--24

24）

2、可压缩流体

、可压缩流体((上册

上册P22

液体压力和密度的关联式用体积模量（或弹

性模量）来表示

气体的密度一般取决于压力和温度

标准大气压

2 标准大气压

3-2

国际标准大气压主要按照中纬度地区各季节中大气的平均值而定出

具体规定是：

具体规定是

（1）空气被看作是理想气体；

（2）大气的相对湿度为零；

，海以海平面作为高度计算的起点，（3）以海平面作为高度计算的起点

平面的大气条件见表33.1；

平面的大气条件见表

，气温随高度呈

米以下，

（4）在高度

在高度11000

11000米以下

升1米，气温下降直线变化，每高

度；

0.0065

0065度；

0065度

度

米范围内，

，气温保

24000米范围内

在约11000

1100024000

11000~~米范围内

（5）在约

216..7K。

此时的温度为216

持不变

持不变，

，此时的温度为

；

km；

对流层：0~11

对流层：

0~11km

km；

24km

；

11--24

同温层：

同温层：11

2485km

km；

中间层：2485

；

中间层：

中间层：24~85

24~85km

km；

；电离层：85~800

85~800km

电离层：

800km 大气外层：大于800

km

大于

大气外层大于800

大气外层：大于

神舟六号的运行轨道：倾

度；近地点高度

角42.4

42.4度；近地点高度

远地点高度347

km

347km

，远地点高度

200k k347k k km，

200

200km

的椭圆形轨道；飞行进入

第五圈后实施变轨，变轨后进入高度的圆轨道

km高度的圆轨道

343km

后进入343

——大气的电离层。

3-3 3 绝对压强和表压绝对压强和表压

?如果基准面是真空，测得的压力成为绝对压强。

?大多数压力表的读数

实际上是压强差，即

p 绝压p 真空为测压面和大气面（压强通常为大气压）

之间的差值。相对于

p 绝压=p 表压+p 大气压)=760mmHg=101325Pa mmHg=101325Pa 大气压所测得的压力称为表压。1atm(atm(标准标准)=760)=760mmHg=101325Pa mmHg=101325Pa 绝对压强小于大气压强时，表压为负

值，此时表压的绝对值又称为真空度

3-5.1

静止液体对平板的作用

5.1 静止液体对平板的作用

力

剪应力0

=0

作用于微元面上的压力

合力的作用点：

合力作用点的坐标

是个矢量，

，因此我们得出：考虑到合力个矢量

是一个矢量

1、的大小为

2、的方向是沿着平面的法线方向；

（x’，y’），其中

3、的作用线通过点

的作用线通过点（