流体力学-第2章-静力学

第2章流体静力学流体静力学研究对象研究对象1.静止流体的力学规律；静止流体的力学规律；2.这些规律在工程中的应用这些规律在工程中的应用。流体流体“静止静止”的两种情况的两种情况1.流体相对于地球无运动流体相对于地球无运动，称为称为绝对静止绝对静止；2.流体虽然对地球有运动流体虽然对地球有运动，但对盛装它的容器无相对运但对盛装它的容器无相对运动，如容器作匀加速直线运动或等加速回转运动如容器作匀加速直线运动或等加速回转运动，流体质点间没有相对运动体质点间没有相对运动，这种情况称为这种情况称为相对静止相对静止。静止流体的流体质点间没有相对运动静止流体的流体质点间没有相对运动，因而流体的粘因而流体的粘性无从显示性无从显示，可以看作可以看作理想流体理想流体。流体静力学是工程流体力学中独立完整且严密符合实流体静力学是工程流体力学中独立完整且严密符合实际的内容际的内容，其理论无需实验修正其理论无需实验修正。2.1静止流体上的作用力静止流体上的作用力2.2流体的平衡微分方程及其积分流体的平衡微分方程及其积分2.3流体静力学基本方程流体静力学基本方程2.4流体静压强的测量流体静压强的测量2.5静止流体对平面壁的作用力静止流体对平面壁的作用力2.6静止流体对曲面壁的作用力静止流体对曲面壁的作用力第2章流体静力学流体静力学2.1静力流体上的作用力静力流体上的作用力•如图2.1所示，在静止流体中取体积为△V的流体微团，其表面积为△A。作用在流体微团上的力可以分为两种：1、质量力、质量力2、表面力、表面力图2.1静止流体上的作用力静止流体上的作用力2.1.1质量力质量力定义：定义：与流体微团质量大小有关并且集中作用在微团质量中心上的力称为质量力。分类分类：考虑到相对静止的各种实际情况，质量力可分为：1）重力ΔW=Δm•g2）直线运动惯性力ΔF1=Δm•a3）离心惯性力ΔFR=Δm•rω2这些力的矢量和用ΔFm表示，则：)(kjiaFZYXmmmm如果微团极限缩为一点，即ΔV→0，则)kji(aFZYXdmdmdmm式中：式中：dFm为作用在流体质点上的质量力；am为质量力加速度，等于单位质量力，即单位质量的质量力；X、Y、ZZ为单位质量力在x、y、z轴上的投影，或简称为单位质量分力。（2.1）2.1.1质量力质量力2.1.2表面力表面力定义：定义：大小与流体表面积有关且分布作用在流体表面上的力称为表面力，它是相邻流体或固体作用于流体表面上的力。分类分类：按作用方向，1）沿表面内法线方向的压力；2）沿表面切向的摩擦力。流体静压力流体静压力：作用在静止流体上的表面力只有沿受压表面内法线方向的压力，称为流体静压力。解释解释1）因为流体不能抵抗拉力，所以除液体自由表面处的微弱表面张力外，在流体内部是不存在拉力或张力的。2）由于流体不表现出粘性，在静止流体内部也就不存在切向摩擦力。流体静压力流体静压力是一个有大小、方向、合力作用点的矢量，它的大小和方向都与受压面受压面密切相关。2.1.2表面力表面力