理论教育 水力学-水静力学基本方程

水力学-水静力学基本方程

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:将上式代入式得:当液体的密度为常数时,积分后得:式就是重力作用下的水静力学基本方程。式 为水静力学基本方程的另一种形式。由式,对液体中任意两点有:由式、式 可得出以下结论。当z1=z2时,则p1=p2,即在均质连续的静止液体中,水平面是等压面。如图2.3.2中,M—M 为等压面,N—N 则不是等压面,图2.3.2中,1—1也不是等压面。

水力学-水静力学基本方程

取坐标系如图2.3.1所示,令x Oy平面与容器底面重合,设液面上压强为p0,在质量力只有重力时,作用在单位质量液体上的质量力在各坐标轴上的分量为:

式中 M——液体的质量。

将上式代入式(2.2.3)得:

当液体的密度为常数时,积分后得:

式(2.3.1)就是重力作用下的水静力学基本方程。式中C为积分常数,可由边界条件确定。

图2.3.1

由图2.3.1可见,z0-z=h,于是静止液体中任一点的压强为:

(www.daowen.com)

式中 h——该点的水深。式 (2.3.2)为水静力学基本方程的另一种形式。

由式(2.3.1),对液体中任意两点有:

由式(2.3.2)、式 (2.3.3)可得出以下结论。在均匀的连续介质中,有:

(1)表面压强p0对液体内部任何点的压强都有影响,也即p0向液体内部的任何地方传递,这就是著名的帕斯卡(B.Pascal)定律。

(2)静水压强与水深成正比,并沿水深按直线规律分布。

(3)当z1=z2时,则p1=p2,即在均质连续的静止液体中,水平面是等压面。

(4)当z1>z2时,则p1<p2,即位置较低点的压强大于位置较高点的压强。

如图2.3.2(a)中,M—M 为等压面,N—N 则不是等压面(因非均质),图2.3.2(b)中,1—1也不是等压面(因非连续介质)。

图2.3.2

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