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流体静力学平衡方程在建筑设备工程书中探讨

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-3绝对压力、表压与真空度的关系1)静力学基本方程假如一容器内装有密度为ρ的液体,液体可认为是不可压缩流体,其密度不随压力变化。2)静压强的特性作用于静止流体的压强称为流体静压强。流体静压强有以下两个特点:流体静压强总是指向作用面的内法线方向。流体的静压强仅与其高度或深度有关,而与容器的形状及放置位置和放置方式无关。

流体静力学平衡方程在建筑设备工程书中探讨

图1-3 绝对压力、表压与真空度的关系

1)静力学基本方程

假如一容器内装有密度为ρ的液体,液体可认为是不可压缩流体,其密度不随压力变化。在静止的液体中取一段液柱,其截面积为A,以容器底面为基准水平面,液柱的上、下端面与基准水平面的垂直距离分别为z1和z2,那么作用在上、下两端面的压强分别为p1和p2

重力场中在垂直方向上对液柱进行受力分析:

(1)上端面所受总压力P1=p1A,方向向下。

(2)下端面所受总压力P2=p2A,方向向上。

(3)液柱的重力G=ρgA(z1-z2),方向向下。

液柱处于静止时,上述三项力的合力应为零,即

整理并消去A,得(www.xing528.com)

变形得

若将液柱的上端面取在容器内的液面上,设液面上方的压力为pa,液柱高度为h,则式(1-3)可改写为

式(1-3)、式(1-4)及式(1-5)均称为静力学基本方程,其物理意义在于:在静止流体中任何一点的单位位能与单位压能之和(即单位势能)为常数。

2)静压强的特性

作用于静止流体的压强称为流体静压强。流体静压强有以下两个特点:

(1)流体静压强总是指向作用面的内法线方向。

(2)静止流体中任一点的静压强与作用的方位无关。

流体的静压强仅与其高度或深度有关,而与容器的形状及放置位置和放置方式无关。

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