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  • 1 # 使用者774056550451

    靜水壓強其特性為透過一點具有不同方位的各作用面上的壓強大小彼此相等。靜水壓強是空間點座標的標量函式。在重力作用下的均質靜止液體中,任一點的壓強為p=p0+γh。式中p0為液麵壓強,h為該點處於液麵下的深度,γ為液體容重,γh就是從該點到液麵的單位面積上的液柱重量。靜止液體內任一點相對於某一水平基準面的位置高度z與該點的壓強高之和,等於同一常數,=常數。如果作用在靜止液體邊界上的壓強有所增減,則液體內部任意點任意方向上的壓強將發生同樣大小的增減。這就是靜水壓強傳遞的帕斯卡定律。靜水總壓力計算作用在平面上靜水總壓力的大小P等於該平面的面積A與其形心處的壓強pc的乘積,即p=pcA=γhcA,hc為平面形心處於液麵下的深度。總壓力的方向垂直於作用面。總壓力的作用點即壓力中心的位置在平面圖形形心的下方,二者間的距離,可由計算確定。作用在曲面(如圖中柱狀曲面AB)上的靜水總壓力p可分別計算其鉛直分力pΖ和水平分力px,然後按力的合成法確定總壓力的大小和作用點。曲面上靜水總壓力的水平分量等於該曲面的鉛直投影平面(如A′B′,壓強分佈圖為EA′B′F)上的靜水總壓力,按平面靜水總壓力的計算方法確定其大小、方向和作用點。靜水總壓力的鉛直分量等於“壓力體”體積內所含液體的重量。壓力體由如下諸面圍成:①所論曲面;②過曲面周界上一切點的鉛垂線所構成的曲面;③與液麵重合的水平面。若壓力體實際上充有液體,則該鉛直分力的方向向下。若壓力體(如圖中的ABDCA)並未充有液體,則該鉛直分力的方向向上。 水壓力部分或全部浸沒於靜止液體中的物體,其表面所受到的靜水總壓力僅存在鉛直分力,叫做浮力。它的大小等於物體所排開液體的重量,這就是著名的阿基米德原理。動水壓強在運動液體內部,由於粘滯性作用,任意介面上不僅有垂直於介面的壓力,還有沿著介面作用的切力。和靜止液體不同,在運動液體內部過同一點而方位不同的作用面上,壓強的大小彼此不等。可以證明,過同一點,沿任意三個彼此垂直的方向作用的壓強大小的平均值,是與方向無關的常數。這常數就叫做該點的動水壓強。這樣定義的動水壓強也是空間點座標的標量函式。在流線為平行直線的均勻流斷面上動水壓強分佈規律與靜水壓強相同。在流線近似於平行線的漸變流斷面上,動水壓強分佈近似於靜壓分佈。在流線彎曲或不平行或既彎曲又不平行的急變流斷面上,由於離心慣性力的作用,動水壓強分佈規律不同於靜水壓強。紊流中一點的動水壓強隨時間作不規則的變化,一般取一段時間內壓強的平均值即時均壓強,以及瞬時壓強與時均壓強之差即脈動壓強,作為研究物件(見層流和紊流)。動水總壓力計算漸變流斷面上動水總壓力的計算方法與靜水總壓力的相同。急變流斷面一般為曲面,其上的壓強分佈不同於靜壓分佈,作用於其上各點的壓力彼此不平行,合力難以按一般方法求出。對於急變流斷面,一般可同時考慮壓力和切力求其總作用力。將斷面上各點的壓力和切力均沿取定的兩個互相垂直的方向(其中之一可為來流方向或水平方向)進行分解,然後按平行力系的合成法則分別求出沿這兩個方向的總作用力分量及各自的作用線。必要時再求這兩個分量的合力(即總作用力)和合力矩。

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