1、工程流体力学(绪论)油气储运教研室:边娟第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点2. 流体平衡方程3. 流体静力学基本公式及其应用4. 几种质量力作用下的流体平衡5. 静止流体作用在平面上的总压力6. 静止流体作用在曲面上的总压力第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点u 1.1 流体静力学研究流体在静止状态下的平衡规律及其应用。绝对静止 :流体整体对地球没有相对运动流体的 静止 相对静止 :流体整体对地球有相对运动,但流体质点之间无相对运动。指流体质点间无相对运动的状态。滞性无显现 实际流体和理想流体第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点u1.2 静压力(静压强)的概念静止流体作用在
2、单位面积上的压力,记作 “ ” ,单位为N/m2。式中, 微元面积;作用在 面积上的总压力的大小。常用的压力单位: 帕 (Pa)、巴 (bar)、毫米汞柱(mmHg)、米水柱 (mH2O )第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点u流体静压力的两个重要特性 特性一:静压力方向永远沿着作用面 内 法线方向。反证法: 沿任意方向 有切向分力 沿外法线方向 流体受拉力都将破坏流体平衡这与静止前提不符,故假设不成立,则原命题成立。 第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点u流体静压力的两个重要特性 特性二:静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等,与作用面方位无关。证明(采用微元体分析法):
3、取微元体在静止流体中的点 0附近取出边长分别为 、 、 的微小四面体 OABC,相应的坐标为 x、 y、 z。第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点 受力分析表面力: 只有法向应力,即静压力。微元面积上的静压强可近似认为是均匀分布的。若以 、 、 、 依次表示作用在三个坐标轴面和 上的静压力,用 、 、 和 依次表示作用在这四个面上的总压力。第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点 受力分析质量力: 设单位质量力在 x、 y、 z轴上的分量分别为为 X、 Y、 Z,则微元体总质量力的分力为: 列平衡方程第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点 列平衡方程x方向:因为:令 dx、 dy、 dz趋于零,即四面体缩小到原点 O时,上式中的质量力和前两项表面力比为高阶微量,可以忽略不计,则:第二章 流体静力学1. 流体静压力及其特点 列平衡方程同理:由于 的方向是任意取的,所以上式表明:静止流体中同一点处各个方向的静压力均相等,与作用面方位无关。证毕!p代表一点处的流体静压力,永远为正值。因此,在连续介质中研究一点的静压力 p时不必考虑其作用方向,只需计算或测量出其空间的分布函数