静水压力推导

第四章 静水压力计算

一、是非题

1、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。

2、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 3、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 4、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。 5、水深相同的静止水面一定是等压面。 6、静水压强的大小与受压面的方位无关。 7、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。

二、选择题

1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （1）数值相等 （2）数值不等

（3）水平方向数值相等 （4）铅直方向数值最大

2、液体中某点的绝对压强为100kN/m，则该点的相对压强为 （1）1kN/m （2）2kN/m2 222（3）5kN/m （4）10kN/m22

23、液体中某点的绝对压强为108kN/m，则该点的相

注意：1、公式编号以专题编号+1、2…… 2、图序列号直接编1、2……

3、请编好稿子后自己检查，特别是公式序号及其对应、图例序号及其对应，单位及符号等容易忽略的地方。

4、第一遍底稿做完汇总后大家讨论进行第二稿校订。 5、请大家注意交流，有好意见提出来，特别跟专业教育有关的哈。

6、字体宋字，正文五号，专题4号，知识点小4

专题三 静水压强

重点：掌握静水压强的特性、基本规律、单位及量测 难点：静水压强的基本规律及其理解；静水压强的量测 液体的静止状态有两种：一是液体相对地球处于静止状态，我们称之为静止状态，如水库、蓄水池中的水；二是指液体对地球有相对运动，但与容器之间没有相对运动，我们称之为相对静止状态，如作加速运动的油罐车中的油。由于静止状态液体质点间无相对运动，黏滞性表现不出来，故而内摩擦力为零，表面力只有压力。

水静力学的任务，是研究静止液体的平衡规律及其实际应用。主要内容是静止水压强的特性及其基本规律，静水压强的测算，平面壁、曲面壁静水总压力的求解方法。

知识点一 静水压强及其特性

一、静水压强的定义

静止液体对于其接触的壁面有压力作用，如水对闸门、大坝坝面、

§1-1 静水压强实验

（Experiment of Stastic Hydraulics Pressure）

一、实验目的要求、

1、掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2、验证不可压缩流体静力学基本方程；

3、通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决静力学实际问题的能力。

4、巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。

二、实验装置、

图1.1 静水压强实验装置图

1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U型测压管； 6、通气阀；7、加压打气球； 8、截止阀；9、油柱；10、水柱；11、减压放水阀。

说明：

1、 所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准；

2、 仪器铭牌所注?B、?C、?D系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方

程的基准点，则?B、?C、?D亦为zB、zC、zD； 3、 本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。

三、实验原理、

1、在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为：

pz+ ? =const 或： p?p0

静水压强量测实验

一、实验目的要求、

1、掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2、验证不可压缩流体静力学基本方程；

3、通过对诸多流体静力学现象的实验分析研讨，进一步提高解决静力学实际问题的能力。

4、巩固绝对压强、相对压强、真空度概念。

二、实验装置、

图1.1 静水压强实验装置图

1、测压管；2、带标尺测压管；3、连通管；4、真空测压管；5、U型测压管； 6、通气阀；7、加压打气球； 8、截止阀；9、油柱；10、水柱；11、减压放水阀。

说明：

1、 所有测压管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准；

2、 仪器铭牌所注?B、?C、?D系测点B、C、D标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方

程的基准点，则?B、?C、?D亦为zB、zC、zD； 3、 本仪器所有阀门旋柄顺管轴线为开。

三、实验原理、

1、在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程为：

pz+ ? =const

或： p?p0???h （1.1） 式中： z —— 被测点在基准面以上的位置高度；

p —— 被测点的静水压强，用相对压强表示，以下

同济大学 流体力学实验报告 静水压强实验和伯努利方程实验

实验一 静水压强实验

实验成员学号1.记录相关常数

▽A▽B（10-2m）（10-2m）

43.50

记录表格实验次数p>pp<p29.40

测压管水位读（10-2m）

▽1▽2

129.5233.80228.8234.51326.2137.20134.2229.00233.9130.42332.4230.82

▽3

31.0229.7125.6238.3436.2135.54▽436.1136.9239.3032.9233.0033.52▽557.1258.8064.1147.6150.4051.32▽657.1258.8064.1147.6150.4051.32▽753.0053.0053.0053.0053.0053.00

2.计算表格

p0

计算项目

123456

(KN/m3)

pA(KN/m3)

pB(KN/m3)

有色液体容重r

(KN/m3)p0/(▽4-▽3)

0.080.080.080.090.110.08

p0>pa

计算结果

p0<pa

0.421.342.720.561.502.881.082.023.40-0.510.401.79-0.340.682.06-0.160.772.1

清华大学水利水电工程系水力学实验室

水 力 学 流体力学

课程教学实验指示书

平面上的静水总压力量测实验

原理简介

在已知静止液体中的压强分布之后，通过求解物体表面A上的矢量积分 ?∫∫pndA 即可

A

G

得到总压力。完整的总压力求解包括其大小、方向、作用点。 一. 静止液体作用在平面上的总压力

z 这是一种比较简单的情况，是平行力系的合成，即

GG

?∫∫pndA=?n∫∫pdA.

A

A

作用力垂直于作用面，指向自己判断。

z 静压强分布是不均匀的，沿铅垂方向呈线性分布，

其平均值为作用面（平面图形）形心处的压强。总压力大小等于作用面形心C处的压强pC乘上作用面的面积A，即

∫∫pdA=pCA.

A

z 如果平面上作用着均匀分布力，其合力的作用点

将是作用面的形心，而静压强分布是不均匀的，浸没在液面下越深处压强越大，所以总压力作用点D位于作用面形心以下。 二. 矩形平面上的静水总压力

z 这是一种更加简便的情况，只要画出压强分布图就可以求出总压力的大小和作用点。单

位厚度作用面上总压力的大小等于压强分布图的面积，总压力的作用线过压强分布图的形心。

z 如压强为梯形分布，则总压力大小为：

1

P=ρg(h+H)ab

流体力学实验报告

平面上的静水总压力测量实验报告

专业 城市地下空间工程 班级 1001班 姓名 刘振林 学号 0202100103 小组成员 刘振林 孙小磊 卢双全 李艺 实验日期年月日

一、实验目的

1、测定矩形平面上的静水总压力。

2、验证静水压力理论的正确性。

二、实验原理

作用于任意形状平面上的静水总压力P等于该平面形心点的压强与平面面

积A的乘积。即P=pc·A。

矩形平面上的静水总压力等于压强分布图的体积。即P=V=Ω·b。 对于三角形分布：

P=(1/2)·H2b

e=(1/3)·H

对于梯形分布：

P=(1/2)·(H1+H2)ab

e=(a/3)·(2H1+H2)/(H1+H2)

由力矩平衡：

G·L=P·L1

式中 L1=y-e

1

流体力学实验报告

三、实验步骤

1、熟悉仪器，记录有关常数。

2、调整底脚螺丝，使水准泡居中。

3、调整平衡砣，使平衡杆处于水平状态(杆下缘与中刻度线齐平)。

4、打开进水阀门k，放水进入水箱，待水流上升到一定的高度，关闭k。

5、加砝码到砝码架上，使平衡杆恢复到水平状态。如有微差，则再加水或放水直至平衡为止。

6、记录

篇一：水力计算 学习单元2 静水压强与静水压力计算

学习单元二 静水压强与静水压力计算

【教学基本要求】

1．正确理解静水压强的两个重要特性和等压面的性质。

2．掌握静水压强基本公式和物理意义，会用基本公式进行静水压强计算。

3．掌握静水压强的单位和三种表示方法：绝对压强、相对压强和真空度；理解位置水头、压强水头和测管水头的物理意义和几何意义。

4．掌握静水压强的测量方法和计算。

5．会画静水压强分布图，并熟练应用图解法和解析法计算作用在平面上的静水总压力。

6．会正确绘制压力体剖面图，掌握曲面上静水总压力的计算。

【学习重点】

1．静水压强的两个特性及有关基本概念。

2．重力作用下静水压强基本公式和物理意义。

3．静水压强的表示和计算。

4．静水压强分布图和平面上的静水总压力的计算。

5．压力体的构成和绘制以及曲面上静水总压力的计算。

【内容提要和学习指导】

本章研究处于静止和相对平衡状态下液体的力学规律。

2.1 静水压强及其特性

静止液体作用在每单位受压面积上的压力称为静水压强，单位为（N/ m2），也称为帕斯卡（Pa）。某点的静水压强p可表示为：

p ? lim （2—1） 静水压强有两个重要特性：

（1）静水压强的方向垂直并且指向受压面；

（2）静止液体内任一点沿各

水轮机尾水管内部水压力脉动论文

【摘要】水轮机尾水管内部的水压力脉动是造成水轮机机组发电效益和稳定运行的重要因素之一，通过本文的研究发现，尾水管涡带的主要涡量来源于水轮机泄水锥和转轮上冠，这对尾水管内部的水压力脉动的预测和控制起着很重要的作用。

【关键词】水轮机；尾水管；压力脉动；涡带

1.引言

2013年柘林水电厂二号机组出现异常振动，经检查发现机组振动主要由水力干扰引起，而水力干扰一般有机组过流部件的流道不均匀造成的水力随机振动，上下止漏环间隙不对称产生的自激振动、高水头低负荷尾水涡带引起的低频振动。通过停机与带负荷试验，检查主轴密封，并对尾水压力、机组振动频率、顶盖压力测量结果进行分析，上游水位60.72m，下游水位24.80m，在尾水管内出现中心压力低，四周压力高的偏心涡带，引起尾水管内水流的低频压力脉动，它传递到尾水管臂、转轮、顶盖、导水机构、蜗壳，引起有关部件（管）的振动或摆动，为此产生涡带振动。

2.尾水管内部水压力脉动研究

2.1部分负荷

2.1.1涡带的表现

起源于泄水锥的水轮机尾水管涡带呈现螺旋状，而且轮转转向和旋转方向，此时，尾水管涡带导致水轮机的其他部位产生较大的脉动，还会产生水轮机的出力波动和巨大的轴向推力。尾水管内螺旋状涡带如图1

系列渗流问题研讨ppt

高水压力作用下垫层料和过渡料 渗透变形特性试验研究张伟 张家发 定培中水利部岩土力学与工程重点实验室，长江科学院

系列渗流问题研讨ppt

1.前言 前言面板坝主堆石区的级配要求不高，从渗流控制 角度来讲，过渡料是面板坝中的最后一道防线， 过渡料对垫层料的反滤保护作用对于面板坝的 安全来说是至关重要的。在垫层料和过渡料设 计标准并不完善的情况下，采用试验模型研究 高水压力作用条件下垫层料和过渡料的渗透稳 定性具有重要意义。因此，清江水布垭公司委 托我院对水布垭面板堆石坝实际填筑料进行了 一系列的试验研究，本文就是对此项研究工作 的一个总结。

系列渗流问题研讨ppt

研究工作解决的关键技术问题(1)研究确定合理的试验方法和模型尺寸以克服尺寸 效应、边壁效应对试验成果的影响。 (2)研制的试验装置能够模拟可能出现的不利条件和 过程。 (3)垫层料和过渡料渗透变形判别方法。 (4)针对不同的垫层料和过渡料，进行反滤试验，评 价过渡料对垫层料的反滤保护效果，探讨和完善反滤 准则。

系列渗流问题研讨ppt

2.试验材料 试验材料本次试验用垫层料和过渡料是取自大坝 实际填筑料，综合考虑以往一些研究成 果，确定本次试验材料的特征粒径及实 际填筑密度