《浙大流体力学绪论流体静力学.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙大流体力学绪论流体静力学.pptx（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.1.1 流体力学的研究对象研究对象：液体、气体内容：研究流体的机械运动规律及其应用的科学，是力学的一个分支。流体的流动性：流体在微小切力的作用下，连续变形的特性流体的三大特性:易流动性 可压缩性 粘性1.1.2 流体的连续介质模型第1页/共45页1.1.3 流体力学的研究方法理论方法数值方法实验方法(以模型试验为主)1.1.4 流体力学的发展第2页/共45页1.2 作用在流体上的力1.2.1 表面力表面力是通过直接接触，施加在接触表面上的力。为A上的平均压应力，为A上的平均切应力。第3页/共45页1.2.2 质量力质量力的大小用单位质量力来表示：在各坐标轴上的分量为：单位质量力为（只有重力
2、）：第4页/共45页1.3 流体的主要物理性质1.3.1 惯性密度：1.3.2 粘性牛顿内摩擦定律：第5页/共45页动力粘度：单位为Pa.s 运动粘度：m2/s理想流体：无粘性的流体。例：下图为滑动轴承示意图，直径为d=60mm,长度L=140mm,间隙=0.3mm.间隙中充满了运动粘度=3510-6m2/s,密度=890kg/m3的润滑油。如果轴的转速n=500r/min,求轴表面摩擦阻力Ff第6页/共45页解：假设间隙为同心环形，可将间隙中的速度分布 近似看成直线分布，轴表面的速度梯度为：动力粘度为：摩擦表面积为：作用在轴表面的摩擦阻力为：第7页/共45页1.3.3 压缩性压缩系数：体积模
3、量：体膨胀系数：第8页/共45页牛顿流体非牛顿流体：宾汉体，也称为塑性流体 伪塑性流体，也称剪切稀化流体 膨胀流体：也称剪切稠化流体第9页/共45页第二章第二章 流体静力流体静力学学第10页/共45页2.1 静止中流体应力的特性1.应力的方向沿作用面的内法线方向2.静压强的大小与作用面的方位无关 第11页/共45页2.2 流体平衡微分方程在静止流体内部任取一点O，该点的压强为pp（x，y，z）两个受压面abcd和abcd中心点M，N 的压强：第12页/共45页质量力：X方向的平衡方程：化简得：Y，z方向可得：各式相加得：第13页/共45页欧拉平衡微分方程的全微分方式：进行变换，可得：即：第14
4、页/共45页2.3 重力场中流体静压强的分布规律液体中任一点的压强为：质量力只有重力：XY0，Zg，可得：积分可得：第15页/共45页由边界条件确定积分常数c，可得：第16页/共45页2.3.3 压强的度量绝对压强相对压强真空度第17页/共45页例：立置在水池中的密封罩如图所示，试求罩内A、B、C三点的压强解：B点的压强：PB0A点的压强：C点的压强：第18页/共45页位置水头：Z测压管高度：测压管水头：第19页/共45页例：密闭容器，侧壁上方装有U形管测压计，读数为20cm。试求安装在水面下3.5m处的压力表读数。第20页/共45页例：用U形管水银压差计测量水管A、B两点的压强差。已知两测点
5、的高差，压差计的读值。试求A、B两点的压强差和测压管水头。第21页/共45页2.4 流体的相对平衡压强分布规律：代入：第22页/共45页积分：由边界条件：得到：那么：第23页/共45页例：水车沿直线等加速度行驶，水箱长l3m，高H1.8m，盛水深度h1.2m。试求确保水不溢出，加速度的允许值。第24页/共45页解：质量力：代入，积分可得：由边界条件：得：令ppa，得到自由液面方程：第25页/共45页使得水不溢出：那么：第26页/共45页2.5 液体作用在平面上的总压力作用在dA上的微小压力为：作用在平面上的总压力为：第27页/共45页积分：是受压面A对Ox轴的静距则：第28页/共45页总压力作
6、用点：yD为总压力作用点到Ox的距离，yc为受压面形心到Ox轴的距离，Ic为受压面对平行Ox轴的形心轴的惯性距，A为受压面的面积。第29页/共45页例：矩形平板一侧挡水，与水平面的夹角 ，平板上边与水面齐平，水深h3m，平板宽b5m。试求作用在平板上的静水总压力。第30页/共45页解：总压力的大小：作用点：第31页/共45页2.5.2 图算法1、画出压强分布图2、图算法：第32页/共45页用图算法计算：总压力作用线：第33页/共45页2.6 液体作用在曲面上的力2.6.1 曲面上的总压力第34页/共45页dP分解为水平分力和铅垂分力总压力的铅垂分力第35页/共45页液体作用在二向曲面的总压力为
7、：总压力作用线与水平面夹角：第36页/共45页2.6.2 压力体压力体：积分 表示的几何体积1、实压力体第37页/共45页2、虚压力体 3、压力体叠加第38页/共45页2.6.2 液体作用在潜体和浮体上的力潜体：全部浸入液体中的物体1、水平分力第39页/共45页2、铅垂分力 （方向向下）（方向向上）第40页/共45页例：例：圆柱形压力水罐，半径R0.5m，长l2m，压力表读数 。试求（1）端部平面盖板所受水压力；（2）上、下半圆筒所受水压力；（3）连接螺栓所受水压力。第41页/共45页1、端盖板所受水压力2、上、下半筒所受水压力上半筒：下半筒：3、连接螺栓所受总拉力 第42页/共45页例：压力管道，直径D200mm，管壁厚 ，管壁材料的许用应力 ，试求管道内液体的最大允许压强。第43页/共45页解：液体的总压力：总压力P与管壁截面的张力相平衡，P2T第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页