第二节流体静力学思维导图

U371776519

2024-08-02

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表面力

体积力

静止流体中

流体静力学内容简述

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思维导图大纲

<a id="_Toc509180971"></a>1、作用于流体的外力

在静止或运动的流体中划分一流体块作为研究对象，这一流体块被一闭曲面所包围。作用于讨论流体块的外力按其性质可分为质量力和表面力。

2.1质量力

质量力指作用于讨论流体块中各流体质点的非接触性外力，质量力大小与流体块质量成正比。质量力

又称体积力。本书中质量力主要指作用流体块的重力。作用于单位质量流体上的质量力叫单位质量力。

2.2 表面力

表面力指作用于讨论流体块表面上的外力。这里所指表面可能是液体与气体的分界面（自由表面），流体与固体壁面的分界面，或讨论流体块与周围流体的分界面。表面力是流体块外部的气体、液体或固体作用于划分出的流体块表面的外力。

压强、切应力与流体块表面上点的位置相联系，随点的位置变化。

一般情况下，运动流体块的表面上各点处两种应力都存在。但是，在下述条件下，表面上将只有压强而切应力不存在：理想的静止或运动流体；静止的粘性流体；流体各微团无相对运动的运动粘性流体。

<a id="_Toc509180972"></a>2、静止流体中应力的特性

当流体处于静止状态时，由于任意划分出的流体块与固体壁面或周围流体没有相对运动，因而其表面上不存在摩擦力，流体粘性体现不出来，这时表面上各点处只存在压强，没有切应力。

流体块表面上的压强有如下两项特性：

1.法向应力的方向沿讨论流体块表面上某点的内法线方向，即压强沿垂直方向从外部指向表面。这是由于流体不能承受拉力，因而一点处法向应力只能沿这点所在表面的内法线方向。

2.静止流体中任一点处的压强大小与它所作用的表面方位无关。

<a id="_Toc509180974"></a>3、重力场中流体静压分布，压强表示方法

一、重力作用下不可压缩流体中的压强

关系（2-3）称为不可压缩流体静压强基本方程

二、压强的不同表达方式

同一压强以不同的基准计算有不同的数值。

以绝对真空状态为基准计算的压强值叫绝对压强P。

相对压强用于绝对压强大于大气压的场合，即一点处的相对压强pm指这点处的绝对压强p高于大气压pa的部分：

pm =p-pa * （2-4）

叫

真空度用于绝对压强低于大气压的场合，即出现了真空的状态。一点处的真空度pv指这点绝对压强小于大气压的那一部分：

PV= Pa –P * (2-5)

恒

大气压值pa并非一个常数，而是一个随时间地点变化的变量，上文中所提到的大气压都指当时当地大气压值。大气压值本身是绝对压强，与大气相接触的液面，固体壁面所承受压强都是当时当地大气压值。

所有压强单位都为pa（帕）。也可以用液柱高表示压强值，比如，一点绝对压强为h米水柱，则这点的绝对压强等于h米水柱产生的静压强。

图2-1可以帮助理解、记忆绝对压强，相对压强和真空度三者的关系。

图2-1 绝对压强、相对压强和真空度之间的关系

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