流体静力学

流体力学的流体静力学部分思维导图，讲述了流体静力学及其特性、流体平衡微分方程式、重力作用下的流体平衡等。

流体静力学

• 流体静力学及其特性
  • 静压强的概念
    • 静压强表示作用在单位面积上的力
    • 作用在某一面积上的总静压强称为总压力
  • 静压强特性
    • 静压强的方向永远沿着作用面内法线方向
    • 静止流体中任意一点上的各个方向的静压强大小相等
• 流体平衡微分方程式
  • 流体平衡微分方程式
    • 不但适用于不可压缩流体，也适用于可压缩流体
    • 沿三个坐标轴，质量力分量和表面力分量相等
  • 力函数
    • dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz)
    • dU=Xdx+Ydy+Zdz
    • 势函数 U=-gz
  • 等压面
    • 等压面为等势面
    • 等压面与质量力的合力垂直
    • 等压面不能相交
    • 两种互不相溶的液体平衡时分界面为等压面
    • 绝对静止同种连通液体的水平面是等压面
• 重力作用下的流体平衡
  • 静力学基本方程式
  • 绝对压强相对压强和真空度
    • 绝对压强是以绝对真空为零点计量的压强
    • 绝对压强永为正值，相对压强可正可负
  • 压强单位
  • 静力学基本方程式的意义
    • 几何意义
      • z表示打孔位置到基准面的高度，p/γ表示该点压力的液柱高度
      • z为位置水头，p/γ为压力水头，z+p/γ为测压管水头，静止流体中各测压管水头为一常数
    • 物理意义
      • z：比位能，p/γ：比压能，z+p/γ：总势能
  • 液式测压计
    • 测压管
      • 被测压强必须高于当地大气压
    • U形水银测压计
    • 比压计
• 几种质量力作用下的流体平衡
  • 等加速水平运动容器中液体的相对平衡
    • 液体质点受力分析
      • X=-a，Y=0, Z=-g
    • 等压面方程
      • ax+gz=C
      • 自由液面
    • 液体静压强分布规律
      • 分布公式
      • 流体的压强
  • 等角速旋转容器中液体的相对平衡
    • 液体质点受力分析
      • 子主题
      • 单位离心质量力分力在x轴y轴分量
        • Z=-g α是离心惯性力方向与x轴的夹角
    • 等压面方程
      • 等压面是一簇绕z轴的旋转抛物面
      • 自由液面方程：
    • 液体静压强分布规律
      • 静压强分布公式
        • 说明在同一高度上，液体静压强沿径向按半径二次方增长
        • 流体的压强
• 静止流体作用在平面上的总压力
  • 总压力
    • 作用在任意形状平面上的总压力等于该平面的面积A与其形心处压强的乘积
    • 作用方向垂直指向作用面
  • 总压力的作用点
    • 总压力的作用点也称为压力中心
• 静止流体作用在曲面上的总压力
  • 总压力的大小和方向
    • 水平分力
    • 垂直分力
    • 总压力
  • 总压力的作用点
    • 总压力的作用线与曲面的交点D就是总压力在曲面上的作用点
  • 压力体
    • 确定压力体的步骤
      • （1）曲面分段 （2）确定大小 （3）确定正负 （4）综合压力体