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右图为流体静力学实验装置

发布时间:2023-02-12 23:57:15

Ⅰ 流体力学的题(静力学) 如2--15图圆柱体长1m由水支撑,不计摩擦,求圆柱体质量。

水对圆柱的作用力分成两部分计算
把圆柱体左半边浸没在液体中F1=ρgV1=1000*9.8*π*0.6^2/8=1384.74N 向上
右半边下表面受水向上的压力,相当于此表面向上的虚压力体的重量。F2=ρgV2
此处V=(1/4圆面积+一个小正方形的面积)*1=π*0.6^2/16+0.3*0.3=0.16065
F2=1000*9.8*0.16065=1574.37N 向上
对圆柱进行受力分析,向上为正,则
-mg+F1+F2=0 -9.8m+1384.74+1574.73=0 m=301.95kg
答案差不多也是这个数吧

Ⅱ 水静力学问题怎么做

建立一个坐标系,压力为

所以压力大小为12.2kN,压力中心为1.0797m深的圆盘弦中点处

Ⅲ 等压计u形管中的液体起什么作用

U形管中液体的作用:

1、起到液体活塞的作用,用于分隔体系与环境;同时通过该液体活塞,可版将体系中权的空气排出到环境中去。

2、起到检测压力的作用,当A,B管中的液面等高时,说明体系的压力等于环境的压力,可以通过测量环境的压力来代表体系的压力。

3、当A,B管中的液面等高时,既可测定温度和压力的数据,也可保持多次测量数。



(3)右图为流体静力学实验装置扩展阅读

U型管中盛有液体汞,根据液体静力学的平衡原理,U型管A-A’截面上的流体静力学平衡公式为:P+(H+h)ρ1=Hρ3+hρ2+P0(1)。

式中: P为被测压力,ρ1ρ2为充液ρ3上面的保护介质或空气的密度,ρ3为充液为水银或水、酒精等的密度,P0为大气压,h为充液高位面到被测压力P的连接口处高度。

由式(1)得: P=P0+h(ρ2-ρ1)+H(ρ3-ρ1)

相对压力: P=P-P0=h(ρ2-ρ1)+H(ρ3-p1)

当ρ1=ρ2时:P=H(ρ3-ρ1)(2)

式(2)表明,相对压力P正比于液柱高度H,这是液柱式压力计测量压力基本原理。

Ⅳ 谢振华主编的《工程流体力学》第四版课后习题答案

1、 根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。 错误

2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。 正确

3、 流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。 错误

4、 在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。 正确

5、 稳定(定常)流一定是缓变流动。 错误

6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。 错误

7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。 错误

8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。 错误



(4)右图为流体静力学实验装置扩展阅读:

流体力学在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。中国有大禹治水疏通江河的传说。秦朝李冰父子(公元前3世纪)领导劳动人民修建了都江堰,至今还在发挥作用。大约与此同时,罗马人建成了大规模的供水管道系统。

对流体力学学科的形成作出贡献的首先是古希腊的阿基米德。他建立了包括物体浮力定理和浮体稳定性在内的液体平衡理论,奠定了流体静力学的基础。此后千余年间,流体力学没有重大发展。

15世纪意大利达·芬奇的著作才谈到水波、管流、水力机械、鸟的飞翔原理等问题。

Ⅳ 两层静止液体,上层的密度为ρ1,且z+p/γ1=c1;下层的密度为ρ2,z+p/γ2=c2如ρ1<ρ2,则c1____c2.

其实我是来找答案的,我觉得跟密度无关,c1应该等于上层液体的液面压力,也就是大气压力Pa,而c2
应该是Pa加上上层液体的压力,所以C1肯定小于C2,我是这样想的,不知道对不对

Ⅵ 有没有物理高手可以教教我“液体表面张力方向与液面相切”这个“液面”到底指的是什么啊

“液体表面张力方向与液面相切”这个“液面”,指的就是液体与空气接触的那个面,通常我们叫液体表面。如果是水,那就是指水面。如果是水银那就是指水银表面。如果液体是盛在容器里,那这个面就在上面,如果是某个平面上的一滴液体,那这个面就是除了底面以外剩下的那些露在空气中的部分,当然如果悬空,那它的所有表面就都是所指的液体表面了。

“表面张力的方向和液面相切,并和两部分的分界线垂直”这个“两部分”、“分界线”又是什么意思啊?。那先要理解表面张力。

关于表面张力:
液体表面是有收缩趋势的。一滴水银滴在玻璃上;一滴滴在表面有油漆的纸或布上的水,再比如草叶上、荷叶上的水珠,他们都是扁球形对吧?如果这一点你认可就好办了。他们之所以呈这种扁球形地聚拢在一起而没有平摊开,就是因为他们的表面有一个膜,好比一个气球包着他们一样,这完全可以理解,不包着,就散开,没散开就包着喽,对吧?

这个液体表面,我们暂且管他叫液体表面膜,比如露珠,它的表面膜,也是水,它包着内部的水。表面的水和内部的水分子间的情形不一样了,不一样的原因是它与空气接触,有分子扩散到空气中,使它的分子密度变小,这样分子间距离就变大,分子间的力就呈引力,就跟气球被吹鼓后气球的膜分子间的情形相似。

吹鼓的气球有收缩趋势对吧?气往外推气球,气球往里压气体,就有收缩趋势嘛!

在液体表面的这个曲面上用刀切一下,就是划一条线。能想象出来吧?这一条线,就把液面分成了两个部分,好比在蒸好的发糕表面切一刀一样,发糕就成了两部分了。这样你说的“分界线”和“两部分”就出来了,对吧?

液体的这两部分之间,就有互相拉伸的力,对吧?都往自己那面拉。正是这个力,使液体表面收缩嘛!

在你划的那条线上任意找一点,那这两个部分在此点的作用情形是什么?也是互相拉嘛!就跟拉绳子的时候,绳子上的一点处,两部分的绳子相互拉,一样。

在液面上的这条线上的这个点处,两面各自往自己的方向拉,这个拉力的方向,就是面在这一点的切线方向,就跟你刚才划的那条线垂直。那两部分中,一部分拉另一部分的力,就叫张力,当然另一部分也在拉这一部分,也是张力,和上面说的那个是作用力与反作用力。因为是液体表面两部分的相互作用力,就叫液体表面张力。这个张力的方向与分界线垂直——任一点都垂直,与液体表面相切——在任一点都相切。

希望能帮到你。

Ⅶ 伯努利原理的这个伯努利方程怎么用

这个只是伯努利方程的变换后的公式,
伯努利原理的基本公式为p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C
式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;z 为铅垂高度;g为重力加速度。
上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各项分别称为静压 、动压和总压。显然 ,流动中速度增大,压强就减小;速度减小, 压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小 ,因而合力向上。 据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理。在无旋流动中,也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间。在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项[1]。
补充:p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)
均为伯努利方程

在一个流体系统,比如气流、水流中,流速越快,流体产生的压力就越小,这就是被称为“流体力学之父”的丹尼尔·伯努利1738年发现的“伯努利定律”。这个压力产生的力量是巨大的,空气能够托起沉重的飞机,就是利用了伯努利定律。飞机机翼的上表面是流畅的曲面,下表面则是平面。这样,机翼上表面的气流速度就大于下表面的气流速度,所以机翼下方气流产生的压力就大于上方气流的压力,飞机就被这巨大的压力差“托住”了。当然了,这个压力到底有多大,一个高深的流体力学公式“伯努利方程”会去计算它。
伯努利开辟并命名了流体动力学这一学科,区分了流体静力学与动力学的不同概念。1738年,他发表了十年寒窗写成的《流体动力学》一书。他用流体的压强、密度和流速等作为描写流体运动的基本概念,引入了“势函数”“势能”(“位势提高”)来代替单纯用“活力’讨论,从而表述了关于理想流体稳定流动的伯努利方程,这实质上是机械能守恒定律的另一形式。他还用分子与器壁的碰撞来解释气体压强,并指出,只要温度不变,气体的压强总与密度成正,与体积成反比,用此解释了玻意耳定律。
伯努利方程
设在右图的细管中有理想流体在做定常流动,且流动方向从左向右,我们在管的a1处和a2处用横截面截出一段流体,即a1处和a2处之间的流体,作为研究对象.设a1处的横截面积为S1,流速为V1,高度为h1;a2处的横截面积为S2,流速为V2,高度为h2.
思考下列问题:
①a1处左边的流体对研究对象的压力F1的大小及方向如何
②a2处右边的液体对研究对象的压力F2的大小及方向如何
③设经过一段时间Δt后(Δt很小),这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离分别为ΔL1和ΔL2,则左端流入的流体体积和右端流出的液体体积各为多大 它们之间有什么关系 为什么
④求左右两端的力对所选研究对象做的功
⑤研究对象机械能是否发生变化 为什么
⑥液体在流动过程中,外力要对它做功,结合功能关系,外力所做的功与流体的机械能变化间有什么关系
推导过程:
如图所示,经过很短的时间Δt,这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离为ΔL1和ΔL2,左端流入的流体体积为ΔV1=S1ΔL1,右端流出的体积为ΔV2=S2ΔL2.
因为理想流体是不可压缩的,所以有
ΔV1=ΔV2=ΔV
作用于左端的力F1=p1S2对流体做的功为
W1=F1ΔL1 =p1·S1ΔL1=p1ΔV
作用于右端的力F2=p2S2,它对流体做负功(因为右边对这段流体的作用力向左,而这段流体的位移向右),所做的功为
W2=-F2ΔL2=-p2S2ΔL2=-p2ΔV
两侧外力对所选研究液体所做的总功为
W=W1+W2=(p1-p2)ΔV
又因为我们研究的是理想流体的定常流动,流体的密度ρ和各点的流速V没有改变,所以研究对象(初态是a1到a2之间的流体,末态是b1到b2之间的流体)的动能和重力势能都没有改变.这样,机械能的改变就等于流出的那部分流体的机械能减去流入的那部分流体的机械能,即
E2-E1=ρ()ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
又理想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能不会转化为内能
∴W=E2-E1
(p1-p2)ΔV=ρ(-))ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
整理后得:整理后得:
又a1和a2是在流体中任取的,所以上式可表述为
上述两式就是伯努利方程.

当流体水平流动时,或者高度的影响不显著时,伯努利方程可表达为
该式的含义是:在流体的流动中,压强跟流速有关,流速V大的地方压强p小,流速V小的地方压强p大.

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