Transcript 第4讲
蒸汽压 • 蒸汽压 pv = f (T) • 当流体中的绝对压强达到蒸汽压时，沸 腾现象就产生了。压强随海拔高度的升 高而减小。 • 空蚀发生时，穴内气泡随水流到达下游 高压区，并在极短的时间内迅速溃灭。 例1 • 在一个配水系统中，水温骤然升高至300c。试确定管道 中的最低压强以避免空蚀现象的发生。 表面张力 •血滴滴到平底玻璃杯中成凹形 •雨滴下落或树枝、落叶上下落的露珠 •液体的Hg滴落在盘中 表面张力 • 在液体与气体，或是不互相混合的 两液体间的接触面上，会有作用力 产生，有如一层皮肤或是薄膜伸展 开来，而包住流体本身。 • 这种表面现象的产生是因为流体内 部的分子都是被其它同一流体的分 子包围，在各方向，此分子间的吸 附作用力相同。但是存在于表面的 分子就会有指向内部的净力。每单 位长度表面的力称为表面张力。单 位是lb/ft和N/m. 图1.7（p.25） 作用于半液滴上的力 图1.8（p.25） 毛细管毛细作用 (a)浸润液体沿着毛细管上升 (b) 计算自由液面中的毛细高度 (c)不浸润液体在毛细管中降低 R h 2R cos 2 2 cos h R 例2 在20c时，要使一根毛细管中的水由于毛细作用而升高的 距离不超过h＝1.00mm，毛细管的直径应为多少？ R 2 cos ; m, h R 0.0149m D 2 R 0.0298m 29.8mm 图E1.8 (p. 26) k m3 , 流体静压力 用真空计测得某室压强为5.8psi，当地大气压强为 4.5psi，求其绝对压强。 压强是向量吗？ 流体静力学 某点的压力＝单位面积上的垂直作用力 xyz 1 xyz az 2 2 2 xyz 1 xyz FZ pZ xy ps xs cos 2 2 2 az FZ pZ xy ps xs cos y s cos z s sin p y ps a y y 2 limitz, zandz 0 图2.1 (p. 39) z p z ps ( a z ) 2 py ps pz 帕斯卡定理 压力场基本方程式 • 表面力是由物体自身的重量对支持面压力产生的。 p Fx xyz x p p xyz Fy xyz Fz z y p ^ p ^ p ^ Fs ( i j k xyz x y z p ^ p ^ p ^ i j k p x y z ^ ^ Fs 0 p; W k xyz k xyz F ma; F F s ^ W k ma 0 ^ pxyz xyz k xyza ^ p k a 静止流体的压力变化 • 对于静止流体，a＝0 p p 0; 0 x y p z 对不可压缩流体 p2 z2 p1 z1 dp dz p1 p2 z2 z1 图2.3（p4.3） 具有自由液面的静止流体压力变化 压力差或压力头 p1 p2 h 距离自由液面h处的压力为 p h p0 容器内直线AB上所有点的压力相同 图2.4（p.44) 任意形状容器内流体的平衡状态 例3 由于一个泄漏的地下储罐的水已经渗透到如图所示深 度，如果汽油的比重SG=0.68,求汽油和水接触处的表面 压力和罐底的力。 图2.5（p4.5） 流体压力的传递性： 液压设备; 液压千斤顶,升降机及印刷机 F2 ( A2 / A1 ) F1 用一液压千斤顶施加100 kgf =908 N的力，能够抬起重 为1000kg的汽车。 压力的测量 图2.7（p4.8） 图解代表标准压力和绝对压力 用气压计测量大气压力 汞柱h高29.9，而对于水，h应为34ft patm h pvapor pvapor 0.000023lb / in2 (13,595kg / m )(9.81m / s ) 3 图2.8（p5.0） 水银气压计 2 1atm =760 torr; 1 torr= 133.3 Pa 不同形状气压计的效果 海拔对大气压力的影响 在海拔较高处，汽车发 动机产生的动力小。由 于空气稀薄，人获得的 氧气少。 例4和例5 • 假定有两台相同的电扇，一台位于海平面，另一台位 于较高的山顶。两台电扇以相同的速率运行。如何比 较这两台电扇的体积速率和质量速率的大小。 • 某地表压为750mmHg，求其大气压力。取汞的密度 为13,600 kg/m3