第二章流体静压强及其分布规律

第二节 流体静力学的分布规律
P6=15m 6F 3m
问题： 问题：假设某栋住宅 楼层高为3m 3m， 楼层高为3m，六楼住 水龙头静水压力为 户水龙头静水压力为 15m水柱，请问， 15m水柱，请问，一 水柱 楼住户水龙头的静水 压力是多少？ 压力是多少？
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5F 4F 3F 2F P1=? 1F
第二章 流体静压强及其分布规律
第一节 第二节
流体静压强及其特性 流体静力学的分布规律
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第二章 流体静压强及其分布规律
流体静止是运动中的一种特殊状态。 流体静止是运动中的一种特殊状态。其 静止是运动中的一种特殊状态 特点是： 特点是： 不显示粘滞性 不存在所产生运动的力学性质 不存在切向应力 不能承受拉力 流体静力学的中心问题是研究流体静压 流体静力学的中心问题是研究流体静压 强的分布规律。 强的分布规律。
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第二节 流体静力学的分布规律
不同压强单位的相互关系为： 不同压强单位的相互关系为： 个工程大气压≈ 1个工程大气压≈10mH2O ≈735.6mmHg 98kN/m² ≈ 98kN/m²≈98000Pa 压强测量仪器： 压强测量仪器： 液柱测压计 金属压力表 真空表
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第二节 流体静力学的分布规律
问题答案
已知六楼水龙头处的静压强为15mH 已知六楼水龙头处的静压强为15mH2O; 由层高3m 由层高3m可以推算出六楼地面与一楼地 3m可以推算出六楼地面与一楼地 面垂直高度相差15m 面垂直高度相差15m 即六楼水龙头与一楼水龙头的垂直距离 为15m 一楼水龙头的静水压强为30mH 一楼水龙头的静水压强为30mH20。
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第二节 流体静力学的分布规律
在我们今后的工程计算中：通常采用相对压强。 在我们今后的工程计算中：通常采用相对压强。 常用的压强表示方法： 常用的压强表示方法： 单位面积上的压力 单位面积上的压力 工程大气压的倍数 工程大气压的倍数 液柱高度 液柱高度 单位：kN/m² 单位：kN/m² 如1个工程大气压。 个工程大气压。
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第二节 流体静力学的分布规律
在静止液体中任取一点A 在静止液体中任取一点A， 已知A 已知A点在自由表面下的 水深h 水深h，自由表面压强为 p0，静止液体中压强分布 如图: 如图: P0 讨论A 讨论A点所在表面Δω与 自由表面相重合的垂直 小圆柱体。此时， 小圆柱体。此时，作用 于轴向上的外力有： 于轴向上的外力有： 1.上表面压力 上表面压力， 1.上表面压力，方向垂 直向下： 直向下：P0=p0•Δω； 2.下底面静水压力 下底面静水压力， 2.下底面静水压力，方 向垂直向上： 向垂直向上：P=p•Δω； 3.柱体重力 柱体重力， 3.柱体重力，方向垂直 向下：G=γ• 向下：G=γ•h•Δω 4.柱体侧面积的净水压 4.柱体侧面积的净水压 力在轴向投影上为零。 力在轴向投影上为零。
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第一节 流体静压强及其特性
Δω:隔离体表面某一微 ω:隔离体表面某一微
部分水体
某一容 器内静 止水体
∆p
∆ω
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小面积 Δp:微小面积Δω上的 p:微小面积 总压力 Δω面上的平均压强为： 面上的平均压强为： N/m² pcp=Δp /Δω N/m² 当所取面积无限缩小， 当所取面积无限缩小， ω→0， 即Δω→0，则平均压强 的极限值为： 的极限值为： N/m² p=limΔp/Δω N/m² 。 Δω→0 这个极限值p 这个极限值p称为该点的 静压强。 静压强。
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公式p=p +γ• 公式p=p0+γ•h 为静 水压强基本方程式。 水压强基本方程式。 也叫静水力学基本方 程式。 程式。 公式的含义： 公式的含义：在同一 条件下， 条件下，某液体的容 和表面压强p 重γ和表面压强p0是 常数，所以， 常数，所以， 静水压强p与水深h 静水压强p与水深h成 正比。 正比。
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第一节
流体静压强及其特性
流体静压强的两个特征： 流体静压强的两个特征： 流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线 流体静压强的方向必定沿着作用面的内法线 方向 任意点的流体静压只有一个 任意点的流体静压只有一个，它不因作用面 静压只有一个， 的方位改变 的方位改变而改变 改变而改变 静压强的单位为帕（Pa)，1Pa=1N/m² 静压强的单位为帕（Pa)，1Pa=1N/m² 单位为帕
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h
A ∆ω
p
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第二节 流体静力学的分布规律
p•Δω−γ•h•Δω−p0 Δω=0 化简后： +γ• 化简后：p=p0+γ•h p：静止液体中任意一点 的压强，单位：kN/m² 的压强，单位：kN/m²或 kPa P0：表面压强， 单位： 表面压强， 单位： kN/m² kPa； kN/m²或kPa； γ：液体的容重: 单位： 液体的容重: 单位： kN/m³ kN/m³； h ：研究点在自由表面下 的深度，单位： 的深度，单位：m。
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第二节 流体静力学的分布规律
几个重要概念
等压面 流体中压强相等的各点组成的面为 等压面。 等压面。如： 液体与气体的交界面； 液体与气体的交界面； 处于平衡状态下的两种不同液体得分界面； 处于平衡状态下的两种不同液体得分界面； 静止、同种类、连续液体的水平面。 静止、同种类、连续液体的水平面。 绝对压强 以完全真空为零点计算的压强。 以完全真空为零点计算的压强。 表示。 用PA表示。
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第二节 流体静力学的分布规律
几个重要概念
相对压强 以大气压强为零点计算的压强，用p表示。 以大气压强为零点计算的压强， 表示。 即：p=pA −pa 正压: 正压: pA>pa； 负压：pA<pa 负压： 真空度 某点的绝对压强不足于一个大气压的部分（负 某点的绝对压强不足于一个大气压的部分（ 压的绝对值) 表示。 压的绝对值)，用pk表示。 真空度总在0~98kN/m 真空度总在0~98kN/m²的范围内变动 0~98kN/m² 在建筑设备工程的水，气输送过程中，水泵吸水管， 在建筑设备工程的水，气输送过程中，水泵吸水管， 虹吸管， 虹吸管，风机吸风口经常会有真空度的计算和测量
如m水柱，mm水柱，mm汞柱。 水柱，mm水柱，mm汞柱。 水柱 汞柱
h=pa/γ=98kN/m²/9.8kN/m³=10mH20=10000mmH20 /γ=98kN/m²/9.8kN/m³பைடு நூலகம்hHg=98kN/m²/133.38kN/m³=735.6mmHg =98kN/m²/133.38kN/m³