流体力学第二章PPT课件

流体力学是研究流体（液体和气体）的运动规律及其与周围固体边界相互作用的科学。在第二章“流体静力学”中，我们主要探讨的是在没有外加动力作用下流体的状态，即流体处于平衡的情况。以下是本章的重点知识点： 1. **流体平衡微分方程**： - 流体静止状态下，流体内任一点的压强只与该点的位置有关，与作用面的方向无关。这是静压强的基本特性。 - 欧拉平衡微分方程表达的是流体微团在所有方向上的力达到平衡。通过微元分析，可以得出在流体内，质量力（如重力）与压强梯度之间的关系。 2. **压强差公式**： - 在静止流体中，任意两点之间的压强差可以通过微元距离与密度、重力加速度的关系来计算，这被称为压强差公式。 3. **等压面**： - 等压面是指流体中压强相等的所有点构成的表面。在等压面上，质量力（如重力）垂直于这些表面。 - 对于均质不可压缩流体，等压面通常是水平面，因为流体的重力势能只取决于其垂直高度。 4. **静力学基本方程**： - 在重力作用下，静止流体中任意一点的压强与该点的垂直高度和流体密度有直接关系，公式为 `p = p0 + ρgh`，其中 `p0` 是参考压强，`ρ` 是流体密度，`g` 是重力加速度，`h` 是相对于参考面的垂直高度。 - 静力学基本方程的物理意义是表明单位重量流体的总势能（位势能+压强势能）在流体内是常数。 - 此方程在工程中常用于计算水头、压强和高度之间的关系，例如在水坝设计、管道系统和液位测量等领域。 5. **液柱式测压计**： - 液柱式测压计利用了静力学基本方程，通过测量不同高度的液柱来确定压强。 - 当使用不同密度的液体时，必须分别计算每段液柱对应的压强，然后相加以得到总压强。 6. **应用实例**： - 密闭容器内的压强比较：根据静力学基本方程，不同高度的液面下，压强会随高度变化，但同一高度的压强是相同的。 - 双液测压计：使用不同液体的测压计可以测量不同范围的压强，例如在示例中，通过酒精和水银的液柱高度可以计算出系统的压强。 这些概念是流体静力学的基础，对于理解和解决涉及静止流体的问题至关重要，例如水力学、气象学、航空航天工程、石油工程等众多领域。掌握这些知识点，能够帮助我们有效地分析和预测流体在无外力作用下的行为。