水力学第五讲.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、基本方程,dp,=(,f,x,dx+f,y,dy+f,z,dz,),第五节 液体的相对平衡,二、等角速旋转容器中液体,的相对平衡,dp,=(,2,x+,2,y,dy-gdz,),z,2,r,2,ry,2,rx,y,y,0,0,z,s,h,z,2,R,2,/,2g,z,s,=,2,r,2,/,2g,p=,g(,2,r,2,/,2g,-z,),x,三、水平等加速直线运动容器中液体的相对平衡,a,A,B,C,F,p,F,p,1,.平面壁静水总压力,（1）图解法：,大小,：,P=,b,-,压强分布图面积,方向:垂直指向受压面,二、静水总压力,的计算,A,B,C,F,p,F,p,作用线：,过压强分布图形心,作用点:,位于对称轴上,大小,:,F,p,=,p,c,A,p,c,形心处压强,方向:垂直指向受压平面,A,y,I,y,y,C,C,C,D,+,=,作用点,:,(2)解析法,:,H,1,H,2,铰,o,h,H,1,=5m，,H,2,=2m,=45,矩形盖板,例2:,引水涵管,进口高,h,=1m,宽,b,=1m,与坝铰接,不计摩擦及盖板重，求提升盖板所需力,F,。,例2:,2.0,m,2.0,m,3.0,m,P,=,g,(,H,1,-,H,2,),=29.40kN/m,2,合成后闸板压强分布为：,H,1,H,2,o,h,F,F,=29.31,kN,闸板提升力：,kN,31,.,29,=,h,P,F,5,.,0,1,=,sin,a,对铰,O,取矩:,闸板上静水总压力:,P,=,pA,=41.45kN,(1),水平分力,:,F,p,x,=,p,c,A,x,=,h,c,A,x,(2),铅垂分力,:,P,z,=,g,V,2.,曲面,壁,静水总压力,x,z,P,P,arctan,=,a,(4),合力方向,:,(3),合力,:,2,2,Z,X,P,P,P,+,=,(5),水平分力和,压力体绘制,P,z,P,z,P,x,P,X,例如，隧洞的进口、弧形闸门。,图 隧洞进口和弧形工作门,1.7,作用于曲面上的静水总压力,研究范围：两向曲面，柱状曲面,例如，隧洞的进口、弧形闸门。,图 隧洞进口和弧形工作门,1.7,作用于曲面上的静水总压力,在水利工程中常遇到受压面为曲面的情况。,研究思路：,由于曲面上各点静水压强方向不同，,只能将将曲面上静水总压力分解为,水平分力和垂直分力，,最后再将两个分力合成为总压力。,曲面静水压力水平分力求解示意,d,P,x,d,P,z,y,d,P,x,O,z,F,E,d,P,h,d,A,x,d,A,z,d,A,1.7.1,静水总压力的水平分力,静水总压力水平分力,式中，,A,x,为曲面在铅垂面上的投影面积（平面）,h,c,为其形心点上的水深（埋深）,作用点：,P,x,通过,A,x,平面压力中心,1.7.2,静水总压力的铅垂分力,表明：作用于曲面上静水总,压力,P,的铅垂分力,Pz,等于,压力体内的水体重量。,2.7.3,静水总压力,大小：,方向：,作用点：,从,P,z,作用线和,P,x,作用线交点,K,沿,P,方向的延长线交于曲面与,D,，,即为总压力的作用点。,压力体（体积）的构成,底：,曲面本身。,顶：,液面或液面延长面（液面上相对压强为零！,),侧部,:,曲面边沿各点向定面作铅垂投影线围成。,铅垂分力的方向,:,由微元受力分解法确定。,复杂曲面,:,采用分段处理，分解点：,d,P,z,0,处,曲面起始点,B,C,D,A,B,C,D,A,