1、第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 本章将讨论静水压强分布规律，点压强的计算和多种平面和曲面上的静本章将讨论静水压强分布规律，点压强的计算和多种平面和曲面上的静水总压力计算；水总压力计算；静水压力计算为水利工程计算水力荷载提供理论基础，也为学习水流运静水压力计算为水利工程计算水力荷载提供理论基础，也为学习水流运动提供必要知识。因此，应当熟练掌握基本概念基本公式和基本方法动提供必要知识。因此，应当熟练掌握基本概念基本公式和基本方法；液体的静止有两种含义：一是绝对静止；二是相对静止。液体的静止有两种含义：一是绝对静止；二是相对静止。 本章重点本章重点 静
2、水压强特性及有关基本概念；静水压强特性及有关基本概念； 静水压强的计算；静水压强的计算； 平面和曲面上静水总压力的计算平面和曲面上静水总压力的计算 。 一、静水压强一、静水压强 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 ）或a/(lim20KPmKNAPpA点压强点压强平均压强平均压强APp 二、静水压强的特性二、静水压强的特性 静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均相等静水中任何一点上各个方向的静水压强大小均相等一、静水压强的基本方程一、静水压强的基本方程 它表明：它表明：它表明：在静止液体中，表面的气它表明：在静止
3、液体中，表面的气体压强，可不变大小地传递到液体中的任何体压强，可不变大小地传递到液体中的任何一点。一点。（帕斯卡定律帕斯卡定律）012hAApAphpp12hpp0hp它表明：它表明：表明静水中任一点的压强与该点在表明静水中任一点的压强与该点在水下淹没的深度成线形关系水下淹没的深度成线形关系。 它表明：在它表明：在均质、连通的静止液体中，水平均质、连通的静止液体中，水平面必是等压面面必是等压面。（连通器原理连通器原理 ）2211pzpz第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 二、静水压强方程式的意义二、静水压强方程式的意义 它表明：它表明：仅在重力作用下，静止液体内任仅在重力作用下，静止液体内
4、任意意两点两点的测压管水头的测压管水头相等。相等。它表明：它表明：仅在重力作用下，静止液体内任何一点对同一基准面的单位仅在重力作用下，静止液体内任何一点对同一基准面的单位势能为一常数。这额反映了静止液体内部的能量守恒定律。势能为一常数。这额反映了静止液体内部的能量守恒定律。 （一）静水压强方程式的几何意义（一）静水压强方程式的几何意义 （二）静水压强方程式的物理意义（二）静水压强方程式的物理意义 cpz2211pzpz第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 三、绝对压强、相对压强、真空压强三、绝对压强、相对压强、真空压强 以没有空气的绝对真空为零基准计算出以没有空气的绝对真空为零基准计算出的压
5、强，称绝对压强的压强，称绝对压强 以大气压作为零基准计算出的压强，称以大气压作为零基准计算出的压强，称相对压强相对压强 （一）（一）绝对压强绝对压强 p（二）相对压强（二）相对压强 p绝对压强小于大气压的那部分压强。称绝对压强小于大气压的那部分压强。称真空压强真空压强 （二）真空压强（二）真空压强 vpapppppv第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 如果自由表面上压强为大气压，则液面以下如果自由表面上压强为大气压，则液面以下 h 处的相对压强处的相对压强为为 h ，所以在液体指定以后高度也可度量压强，称为，所以在液体指定以后高度也可度量压强，称为液柱高液柱高，例如：例如：m(H2O)，m
6、m(Hg) 等。特别地，将水柱高称为等。特别地，将水柱高称为水头水头。把真空压强转换成水柱高表示，称为。把真空压强转换成水柱高表示，称为真空度真空度。 hp=0hp 一 、 压 强 的 单一 、 压 强 的 单位位一个一个工程大气压工程大气压为为 98 kN/m2（KPa），相当于，相当于 1 0 m ( H2O ) 或或 7 3 6 mm(Hg)液柱高液柱高第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 二、压强的测量及计算二、压强的测量及计算 测压管的一端接大气，这样就把测管水测压管的一端接大气，这样就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律，可知连通的静止液体头揭示出来了。再利用液体的平衡规律
7、，可知连通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。（一） 用测压管测量A第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 如果连通的静止液体区域包括多种液如果连通的静止液体区域包括多种液体，则须在它们的分界面处作过渡。体，则须在它们的分界面处作过渡。（二） U U形水银测压计形水银测压计第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 （三）（三）压差计（比压计）压差计（比压计） 空气空气比压计比压计 happA01点：zappB02点：zhppBA）（当0zhppBA第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 水银压差计水银压差计 hzppAA1hzppmBB2zh
8、ppmBA)(举例举例 ）（当0)(zhppmBA第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 一、静水压强的分布图一、静水压强的分布图第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 二、矩形平面壁上的静水总压力的图解法二、矩形平面壁上的静水总压力的图解法静水总压力的大小静水总压力的大小 静水总压力的方向的作用点静水总压力的方向的作用点 静水总压力的方向必然垂直并指向受压平面静水总压力的方向必然垂直并指向受压平面 212123hhhhLe梯形：3Le 三角形：bPblhhP)(221梯形：hblP2三角形：（大小、方向、作用点）（大小、方向、作用点）第四章第四章 静水
9、压力计算静水压力计算 静水总压力的大小静水总压力的大小 hdApdAdPApAhAyPCCCsin二、任意形状平面壁静水总压力二、任意形状平面壁静水总压力的的解析法解析法 （大小、方向、作用点）（大小、方向、作用点）第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 静水总压力的方向的作用点静水总压力的方向的作用点 AyIyyCccD作用点作用点 123blIc矩形：44rIc圆形：举例举例 AyIIcCax2AyIycaxD第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 bPx图解式：MABNACBMCBNVVV)(GPPBCZ压剖VbAApPCx解析式：ACxPP 一一、静水总压力的水平分力、静水总压力的水平
10、分力 二二、静水总压力的铅直分力、静水总压力的铅直分力 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 三三、曲面壁上的静水总压力、曲面壁上的静水总压力 22zxPPPxzPParctgsinRzD第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 四四、压力体剖面图的绘制、压力体剖面图的绘制 底面为受压曲面本身；底面为受压曲面本身； 顶面为顶面为水面或水面的延长水面或水面的延长面；面； 侧面为通过侧面为通过曲面壁的边缘向水面或其延长曲面壁的边缘向水面或其延长面面做垂做垂面面 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 压强的单位和量测压强的单位和量测 静水压强的基本规律静水压强的基本规律 作用于平面壁上的静水压力作用于平面壁上的静水压力 图解法图解法 解析法解析法 测压管测压管 水银测压计水银测压计 差压计差压计 第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 返回第四章第四章 静水压力计算静水压力计算 返回第二章第二章 水静力学水静力学 第二章第二章 水静力学水静力学 返回
