压力体图的画法.pdf

压力体图的画法 2-6 作用与曲面上的液体静压力作用于曲面任意点的流体静压强都沿其作用面的内法线方向，相互互不平行,也不一定交于一点。关于曲面上的水静压力问题，一般将其分为水平方向和铅直方向的分力分别进行计算,分别求出分力Py.Pz 后,再采纳分力求和的方法得总作用 力P。A积分有:作用在dA的水静压力为:dP=pdA=yhdA该力垂直于面积山,并与水平成夹角区此力可分解为水平和铅直两个分力。水平分力为：铅直分力为:px=dpx=yA hdAz=泮cAdP=dPsin O=yhdAsin 0 有:dPx=yhdAxP=j rfP=hdAx=yVdP=yhdAz（压力体:受压曲面与其在自由面投影面积之间的柱体）结论:作用于曲面上的静水总压力p的水平分力8 等于作用于该曲面的铅直投影面Az上的静水总压力,方向水平指向受力面Az,其作用点为这个投影面积的压力中心。作用于曲面上的静水总压力用勺 铅垂分力等于该曲面上的压力体所包含的液体重量,其作用线通过压力体的重心。压力体的种类:实压力体和虚压力体。压力体的方向:若压力体和液体位于曲面AB的同一侧,左方向垂直向下（实压力体）若压力体和液体分别位于曲面的两侧,左方向垂直向上（虚压力体）例2绘制中AB曲面上的压力体，（标方向）/例3绘制中AB曲面上的压力体，（标方向）潜体和浮体不论是潜体依然浮体，&二0。潜体的压力体就是物体的体积。浮体的压力体就是浸没在液体中体积。也就是浮力,等于物体排开液体的重量。重力和浮力之间的关系：GPz-沉底G=Pz-可处处平衡GPz 浮出水面,直到G-Pz（潜水艇、鱼类）（阿基米德浮力定律）曲面上的静水总压力的计算1.计算水平分力正确绘制曲面的铅垂投影图,求出该影的面积及形心深度,然后求出水平分力;昌2、计算铅垂分力正确绘制曲面的压力体。压力体体积 由以下几种面围成:受压曲面本身、通过曲面周围 边缘所作的铅垂面.液面或液面的延长线。铅垂分 力的大小即为压力体的重量；3、总压力的合成总压力的大小利用水平分力及铅垂分 力通过求合力的方法求得。4、确定总压力的方向利用水平分力及铅垂分力可求 得总压力作用线与水平线的交角。贮水容器上有三个半球形盖，如图2-31。已知H=2.5m,九=1.5m,R=0.5m,求作用于三个半球形盖的水静压力。解:Pax=Ob2-31贮水容器O-pI 21 前义 1 47T4一czxA 7-X cF=1 9.26kN图图2-31贮水容器尸廿Wa=7（H _ 4）x _君解=9.807 x（2.5 甘卜 j x I2-x I3=10.89kNPbz=Wb=7（H+4）x d2+古陵=27.56kNPcz=yVc=y 各 39.807 x 占 x P:1.589kN 2-7 一水管的压强为4903.5kPa,管内径D=1 m,管材的允许拉应力打1 47/MPa,求管壁应有的厚度。图2-32管壁受力Px=pA=pD 2T=PX取1m管长A=Dx 1e=pD/2 cr cm代入 =4903.5kN/m2,D=lm,(j=147.1MPa49035002 x 147100000=0.0166m=1.7cm作业:p47237,2-38;预习:静压实验本章重点1、流体运动的基本理论即三大方程”的推导与方程意义分析；2.运用“三大方程的注意事项及“三大方程的 运用计算技巧；本章难点1、流体运动的基本概念;2、流体运动的基本理论即三大方程的推导与方程意义；3、”三大方程的运用计算技巧;F1描述流体运动的两种方法一.拉格朗日法拉格朗日方法（Lagrang ian Method）是以流场中每一流体质点作为描述对象的方法，它以流体个别质点随时间的运动为基础,通过综合足够多的质点（即质点系）运动求得整个流动。（质点系法）x-x(abg，)“尤一 dx 8taXdux_-Vdt_ d2x一况2 y=y(a,AcJ)Vuy一Sy dtVaydU y dt52y-dt2z=z(abg t)%一 8z dt%_ du z一dt_ a2z-dt2工程中需要了解不是某一质点的流动，而是某一地点的 流动情况。二.欧拉法欧拉法(Euler Method)是通过描述物理量(流速)在空间的分布来研究流体运动的。它不直截了当追究质点的运动过程,而是以充满运动液体质点的空间流场为对象,研究各时刻流 速在流场中的变化规律。将个别流体质点运动过程置 之不理，而守于流场各空间点。通过观察在流动空S间中的每一个空间点上运动要素随时间的变化，把足 够多的空间点综合起来而得出的整个流体的运动情况。流场运动要素是时间和空间(X,y,z,t)的连续函数:速度%=，21)uy=uy(x,y,z,0(X,y,z,t)-欧拉变量uz=uz(x,y,z,t)欧拉法:以固定空间点为研究对象 拉格朗日法:以一定质点为研究对象在实际工程中，一般只需要研究某一个空间位置 上流体的运动情况,而不追究这些流体质点的运动轨 迹。因此一般采纳欧拉法，而不是拉格朗日法。非恒定流动(Unsteady Flow)又称非定常流动,不稳定流动,是指 流场中的流体流动,空间点上各水力运动要素均随时间的变化而工程上绝大多数的流动,速度等参数不随时间而变,或变化特别小,只需用恒定流动计算。本课程主要研 究恒定流动,特别情况,如水击现象,必须用非恒定流3-3 流线和迹线1、流线图3-2流线的定义流线的定义流线(Stream Line)是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲 线,流线上任一点的速度方向与该点的切线方向重合,反应的是 流场中流动方向。2.迹线迹线的定义迹线(Path Line)是指某一质点在某一 时段内的运动轨迹线。流线的性质a、同一时刻的不同流线，不能相交;.依照流线定义,在交点的液体质点的流 速向量应同时与这两条流线相切,即一个质 点不估计同时有两个速度向量。b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线;流体是连续介质,各运动要素是空间的连续函数。5流线簇的疏密反映了速度的大小（流线密集的地方流 速大,稀疏的地方流速小）；d、恒定流时,流体质点运动的迹线与流线重合;在非恒定流情况下,流线与迹线不重合。想一想1.实际水流中存在流线不？2、看完足球赛从大门相继疏散出去的人流，他们的相对 位置能够连成不同形状的曲线,试问这类曲线相当于流体运动中的什么线？为什么？3-4 一元流动模型p54按流体的运动要素所含空间坐标变量的个数可分为：元流(One-dimensionaI Flow):流动流体的运动要素是一个空间坐标的函数,称一元流。若考虑流道(管道或渠道)中实际液体运动要素的断面平均值，则运动要素只是曲线坐标s的函数,这种流动属于一元流动。V=f(s)取断面流速V分析时 1-s-f-JMH二元流(Two-d i mens i ona流动流体的运动要素是二个空间坐标（不限于直角坐标）I Flow):实际液体在圆截面管道中的流动,运动要素只是柱坐标 中的函数,是二元流动。MH三元流(Th r ee-d i mens i onaI Flow):流动流体的运动要素是三个空间坐标函数。例如水在断面形状与 大小沿程变化的天然河道中流动,水对船的绕流等等,这种流动属于 三元流动。F3.总流(Total Fl 无数元流的总和亘 天然水道或管道口4.过流断面(Cross 与元流或总流的流曲面。10W)匕有限大断面的流股,称为总流。口的水流,均属总流。Section)线垂直的横断面。能够为平面，可为1 2；,LJ._:飞流断面丁 盆断面,5、流量(Discharge):是指单位时间内通过某一过流断面的流体体 积。体积流量(nP/s)Q=ludA=AvJ A质量流量(kg/s)Qm=pudA=pAv=pQJ A重量流量(N/s)Qg=gpudA=pgAv=jAv=yQJ A感谢您的聆听!