《化工流体力学》课程笔记（三）

流体静力学——研究流体相对某一参考系统为静止状态下的力学特征。

流体静力学基本方程

确定流体内部压力场的静力学方程式。

微元体积力：$d{F}_V=\rho dxdydz$

微元表面力（六个表面）：通过泰勒展开

$$p_R=p+\frac{\partial p}{\partial y}\frac{dy}{2}$$

$$p_L=p-\frac{\partial p}{\partial y}\frac{dy}{2}$$

$$d{F}_S=(-\frac{\partial p}{\partial x}i-\frac{\partial p}{\partial y}j-\frac{\partial p}{\partial z}k)dxdydz$$

$$d{F}_S=-\nabla pdxdydz$$

压力梯度是单位体积上由压强所产生的表面力的负值。可以看出：在计算表面净剩压力时，压强本身的大小不很重要，重要的是压强随着距离的变化率，也就是压强梯度。

总的受力：

$$dF=(-\nabla p+\rho g)dxdydz=0$$

液体压力和密度的关联式用体积模量（或弹性模量）来表示：$E_v=\rho \frac{dp}{d\rho }$

标准大气压

国际标准大气压主要按照中纬度地区各季节中大气的平均值而定出。

绝对压强和表压

• 如果基准面是真空，测得的压力成为绝对压强。
• 大多数压力表的读数实际上是压强差，即为测压面和大气面（压强通常为大气压）之间的差值。相对于大气压所测得的压力称为表压。

静止液体对平板的作用力

静止液体没有切应力。

静止液体对曲面的作用力

浮力和稳定性

非惯性坐标系中的静止液体力

流体静力学基本方程式的应用