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1、流體的壓力流體的壓力1單元學習內容單元學習內容n壓力的定義壓力的定義n壓力的表示法壓力的表示法n流體的靜壓力流體的靜壓力n壓力的單位壓力的單位n壓力的因次壓力的因次n壓力的測量壓力的測量2壓力壓力的定義的定義n物體每單物體每單位面積所承受位面積所承受的垂直作用力的垂直作用力3壓力壓力的表示法的表示法-1-1n絕對壓力絕對壓力(Absolute pressure)(Absolute pressure)：流體真正承受的壓力流體真正承受的壓力n計示壓力計示壓力(Gauge pressure)(Gauge pressure)：表示高出大氣壓力多少壓力表示高出大氣壓力多少壓力n真空度真空度(Vacuum
2、 degree)(Vacuum degree)：表示低於大氣壓力多少壓力表示低於大氣壓力多少壓力4壓力壓力的表示法的表示法-2-2n絕對壓力大氣壓力絕對壓力大氣壓力計示壓力計示壓力n絕對壓力大氣壓力真空度絕對壓力大氣壓力真空度絕對壓力錶壓力大氣壓力真空度絕對壓力零壓力5計算一計算一 一開放貯槽直徑一開放貯槽直徑6m6m，存放密度，存放密度910 kg/m910 kg/m3 3油液體，液體高度油液體，液體高度2m2m，若大氣壓力為若大氣壓力為101.3KPa101.3KPa，求貯槽底，求貯槽底部的絕對壓力及計示壓力各為何？部的絕對壓力及計示壓力各為何？6解答一解答一 計示壓力計示壓力9102.0
3、9.89102.09.817800Pa17800Pa絕對壓力絕對壓力17.817.8101.3101.3119.1KPa119.1KPa7計算二計算二 有一開口容器，直徑為有一開口容器，直徑為 5.0m 5.0m，深，深度為度為3.0m3.0m，裝有密度為，裝有密度為 900 kg/m 900 kg/m 的的油。若油裝滿整個容器油。若油裝滿整個容器，又，又大氣壓力大氣壓力為為 101.3kPa 101.3kPa，求容器底部受到的求容器底部受到的絕絕對壓力為多少對壓力為多少 kPa kPa？錶壓力為多少錶壓力為多少 kPakPa？8解答二解答二 已知已知 P1=101.3 kPa，=900kg/
4、m h2-h1=3.0m P2=P1+(h2-h1)g =101.3kPa+(3.0m x900kg/m x 9.8 m/s)/(1000)=127.76 kPa(abs.)=(127.76 101.3)kPa(G)=26.46 kPa(G)9流體的靜壓力流體的靜壓力n巴斯巴斯卡原理卡原理(Pascals principle)(Pascals principle)：靜止流體中，任何地方的壓力在各靜止流體中，任何地方的壓力在各方向均相同。方向均相同。h1 P1P1P1P0P0P0P0不同形狀容器中不同形狀容器中，同一水平面的液體有相同的壓力同一水平面的液體有相同的壓力10流體靜力學公式推導流體靜
5、力學公式推導-1-1n假設假設：流體柱的斷截面積：流體柱的斷截面積為為(s)平方公尺，高度平方公尺，高度(z)公公尺處的壓力為尺處的壓力為(P)牛頓，密牛頓，密度為度為()kg/m3。11流體靜力學公式流體靜力學公式推導推導-2-2n垂直作用於體積垂直作用於體積 sdz 上的三力分上的三力分別為別為作用於作用於 z 平面上的壓力：平面上的壓力：ps壓力作用於壓力作用於 z+dz 平面的向下壓平面的向下壓力力：(p+dp)s作用於作用於 sdz 的向下引力的向下引力 :(g/gc)sdz12流體靜力學公式推導流體靜力學公式推導-3-3n當流體達力平衡時，此三力的當流體達力平衡時，此三力的合力為零
6、，即合力為零，即 簡化後得簡化後得 13流體靜力學公式推導流體靜力學公式推導-4-4n對不可壓縮流體而言，對不可壓縮流體而言，為定值為定值 則則14結論結論 流體所處的位置愈低，流體所處的位置愈低，所受的壓力愈大。所受的壓力愈大。15流體的靜壓力流體的靜壓力P2=P1+(h2-h1)P2=P1+(h2-h1)g/gg/gc c =P1+h3 =P1+h3 g/gg/gc ch2P1P0P2h3h1A2A2A216壓力的單位壓力的單位n1atm760mmHg76cmHg 760torr 101325Pa(N/m2)101.3kPa 29.92inHg 14.7psi(lbf/in2)1.013b
7、ar1013mbar 10.336mH2O 1.0336Kgf/cm217壓力的因次壓力的因次n絕對系統絕對系統 常用基本量為：質量常用基本量為：質量(M)、長度、長度(L)、時間時間(t)壓力的因次：壓力的因次：M/Lt2n工程系統工程系統 常用基本量為：質量常用基本量為：質量(M)、長度、長度(L)、時間時間(t)、力、力(F)壓力的因次：壓力的因次：F/L218壓力的測量壓力的測量n閉口式壓力計閉口式壓力計n開口式壓力計開口式壓力計19閉口式壓力計閉口式壓力計氣體壓力氣體壓力h mmHg20開口式壓力計開口式壓力計氣體壓力氣體壓力 大氣壓力大氣壓力 h mmHg氣體壓力氣體壓力 大氣壓力大氣壓力 h mmHg21