二压强的量度单位

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1、（二）压强的量度单位（二）压强的量度单位 在工程计算中，常用的压强量度单位有三种在工程计算中，常用的压强量度单位有三种 1 1 应力单位应力单位 以单位面积上所受的力来表示压强大小的。其国际单位为以单位面积上所受的力来表示压强大小的。其国际单位为Pa或或kPa和和Mpa。在工程单位制中，其单位为。在工程单位制中，其单位为kgf/m2或或kgf/cm2。 第三节第三节 重力作用下液体的平衡重力作用下液体的平衡 第3讲二、压强的表示方法和量度单位二、压强的表示方法和量度单位 2 2 液柱单位液柱单位 任何一种压强（包括绝对压强、相对压强和真空压强）的大任何一种压强（包括绝对压强、相对压强和真空压强

2、）的大小，都可以等效地用某种已知容重液体的液柱高度来表示。小，都可以等效地用某种已知容重液体的液柱高度来表示。 痉昨六翟仇釜梧忍盒甲瑰钙烈赤俊列误野陶释搜酿寒何恢稗姜弟柏脉宜订二压强的量度单位二压强的量度单位1 工程中，常用的液柱高度为水柱高度和汞柱高度，其单位工程中，常用的液柱高度为水柱高度和汞柱高度，其单位为为mH2O、mmH2O和和mmHg。 1mH2O产生的压强为产生的压强为9.8kPa和和1000kgf/m2； 1mmH2O产生的压强为产生的压强为9.8Pa和和1kgf/m2; 1mmHg产生的压强为产生的压强为133.28Pa和和13.6 kgf/m2 . 用水柱高度表示的真空压强

3、，即真空压强水头用水柱高度表示的真空压强，即真空压强水头又称为又称为真空度真空度。 3 3 大气压单大气压单位位 大气压单位是以大气压的倍数来表示压强大小大气压单位是以大气压的倍数来表示压强大小 国际上规定，国际上规定，1标准大气压（标准大气压（atm）为）为 1atm = 101325Pa = 101.325kPa = 1 033 kgf/cm2，相当，相当于于760mmHg和和10 33 mH2O产生的压强。产生的压强。 饱毡扮晶梳恶赛朵彰撩泞樱跺卿考仅裔哦瞧回端旱棱漏漓操送耿恩盎遁四二压强的量度单位二压强的量度单位2 工程中为了计算方便，一般不用标准大气压，而采用工程大工程中为了计算方便

4、，一般不用标准大气压，而采用工程大气压（气压（at），并规定），并规定 工工程程实实际际中中所所提提到到的的大大气气压压，一一般般都都按按工工程程大大气气压压考考虑虑，本本课程除特殊指明外，也采用这一提法。课程除特殊指明外，也采用这一提法。 1at = 98kPa = 1 kgf/cm20.1MPa,相当于相当于10mH2O和和735mmHg 产生的压强。产生的压强。 压强的上述三种量度单位是工程实际中经常用到的，必须熟压强的上述三种量度单位是工程实际中经常用到的，必须熟练掌握灵活应用。练掌握灵活应用。 敷露递养丛特惨捞衅我彦吴稗矽洱廓平瓣农澎死漾焕祟贮揽奴餐磋肝音维二压强的量度单位二压强的量

5、度单位3【例【例2 2】一密闭容器如图所示。若水面的相对压强一密闭容器如图所示。若水面的相对压强p0=-44.5kPa，水面下，水面下M点的淹没深度点的淹没深度h=2m，试求（，试求（1）容器内）容器内水面到测压管水面的铅直距离水面到测压管水面的铅直距离h值；（值；（2）水面下）水面下M点的绝对压点的绝对压强、相对压强及真空压强（要求用三种单位表示）。强、相对压强及真空压强（要求用三种单位表示）。 【解】（【解】（1 1）求）求h h值值 图中图中1-11-1水平面为相对压强为零的等压面水平面为相对压强为零的等压面, ,故故 （2）求）求M点的压强点的压强 棱紧刑武绎凿该到嘿宽祖多头但虫榷缴琳

6、忻孙薪闲飞擂炉晒猜耻呸抵驾全二压强的量度单位二压强的量度单位4应力单位：应力单位： 水柱单位：水柱单位： 绝对压强绝对压强水柱单位：水柱单位：大气压单位：大气压单位：或或 相对压强相对压强 应力单位：应力单位： 大气压单位：大气压单位：膏娟兆悯栽邹综媒形渗绰洱诫悲斧陌酸谎草挑舒揭厩鼠佛物邹榜呐庐帕隧二压强的量度单位二压强的量度单位5【例【例2-32-3】如图，左侧玻璃管顶端封闭，如图，左侧玻璃管顶端封闭，水面气体的绝对压强水面气体的绝对压强p01= 0.75at, ,右侧右侧玻璃管倒插在汞槽中，汞柱上升高度玻璃管倒插在汞槽中，汞柱上升高度h2=120mm, 水面下水面下A点的淹没深点的淹没深应

7、力单位：应力单位：大气压单位：大气压单位： 水柱单位：水柱单位： 真空压强真空压强 度度hA= 2m. 试试求求（1）容容器器内内水水面面的的绝绝对对压压强强p02和和真真空空压压强强 p02v；（2）A点点的的相相对对压压强强pA；（3）左左侧侧管管内内水水面面超超出出容容器器内内水水面面的高度的高度h1。 憋敖钧罕舞宦避慎弹帜踞洱适纵纷骄惭靡苛牡亲捕擂阳我啄窘铝剩渗自妆二压强的量度单位二压强的量度单位6【解】（【解】（1 1）求）求p02和和p02v 右右侧侧汞汞柱柱液液面面的的压压强强就就是是容容器器内内液液面面的的压压强强p02。由由水水静静力力学学基本方程和等压面特性得基本方程和等压

8、面特性得 若用汞柱高度表示若用汞柱高度表示 （2）求）求 pA聋恍氮碾设详腮洽泉赃蛆砧帛颐套耿囚兴究无按挖泥湾鳞俭示任坝咙汞厂二压强的量度单位二压强的量度单位7（3 3）求）求 h1 如图容器内水面与左侧管内如图容器内水面与左侧管内B B点在同一等压面上，则点在同一等压面上，则 拈峰惮驶胶誓妨浩连元郝净豢令雨礼脆虫摸强证排识贿护努过邪丽另孙涝二压强的量度单位二压强的量度单位8三、水静力学基本方程的意义三、水静力学基本方程的意义1 1几何意义几何意义 测压管水头概念测压管水头概念 两两根根下下端端与与容容器器液液体体相相通通、上上端端开开口口的的细细玻玻璃璃管管。从从玻玻璃璃管管内内看看液体，液

9、体，h1、h2与与1、2两点的相对压强两点的相对压强p1、p2的的 如图液面的相对压强如图液面的相对压强p00，在容器侧壁任一点在容器侧壁任一点1和点和点2处安装处安装关系分别为关系分别为和和异阂貉陨刨档悬圈标硼够犬吟阶烹森绳鸟骤篱惮擒奄臼黄硝徽钾帆世防渔二压强的量度单位二压强的量度单位9 一端与测压点相通，另一端与大气相通，能直接根据管中液柱一端与测压点相通，另一端与大气相通，能直接根据管中液柱的上升高度测得测压点相对压强大小的装置称为测压管的上升高度测得测压点相对压强大小的装置称为测压管。 管内液面到测压点间的铅直高度称为测压管高度（压强水头）。管内液面到测压点间的铅直高度称为测压管高度（

10、压强水头）。 在水力学中，习惯将液体中某点的在水力学中，习惯将液体中某点的位置水头位置水头z z与该点的测压与该点的测压管高度（即相对压强水头）管高度（即相对压强水头）p/g 之和称为测压管水头之和称为测压管水头。 几何意义几何意义: :在质量力仅为重力作用的同种相互连通的平衡液在质量力仅为重力作用的同种相互连通的平衡液体中，任一点的测压管水头都相等。即它们的测压管水面为一水体中，任一点的测压管水头都相等。即它们的测压管水面为一水平面。平面。 2 2能量意义能量意义 位置水头位置水头z z代表了单位重量液体相对于某一基准面的位置势代表了单位重量液体相对于某一基准面的位置势能，简称为能，简称为单

11、位位能单位位能; ;铡琼妈澈娟太她还启化扮学锁笋敞庆柜损霸仔枷判殉圆腥渭卞统堆狄车芳二压强的量度单位二压强的量度单位10 压压强强水水头头p/gp/g代代表表了了单单位位重重量量液液体体相相对对于于某某一一压压强强基基准准（绝对压强或相对压强基准）的压强势能，简称为（绝对压强或相对压强基准）的压强势能，简称为单位压能单位压能。 说说明明：当当在在1点点处处的的容容器器壁壁面面上上安安装装测测压压管管时时，质质量量为为dm的的液液体体质质点点就就会会在在该该点点静静水水压压强强的的作作用用下下上上升升至至测测压压管管液液面面，使使该该液液体体质质点点的的位置势能增加位置势能增加 静水压强对该液体

12、质点作的功为静水压强对该液体质点作的功为 。压强的这种做功本领称为液体的压强势能。压强的这种做功本领称为液体的压强势能。扶翌妓耿澡蜒咐刮拔编技窝滴讼浪联挤鉴建用惰炕拥钻晦呢费遵读隧午人二压强的量度单位二压强的量度单位11 由于位能和压能均为势能，所以又将液体的单位位能由于位能和压能均为势能，所以又将液体的单位位能z z与单位压与单位压能能 之和称为单位重量液体的势能，简称之和称为单位重量液体的势能，简称单位势能单位势能。 能能量量意意义义：在在质质量量力力仅仅为为重重力力作作用用的的同同种种相相互互连连通通的的平平衡衡液液体体中，任意点相对同一位置和压强基准的单位势能都相等。中，任意点相对同一

13、位置和压强基准的单位势能都相等。 所所以以， 就就是是单单位位重重量量液液体体在在1 1点点相相对对于于大大气气压压的的压压强强势势能，即能，即单位压能单位压能。 析酒绑狭榨妄显碳憎捌抓搂烃所疟沧皮轻铣垮瞅灭搁舌慷卜活意录恕否需二压强的量度单位二压强的量度单位12 静水压强分布图是用有向比例线段表示压强的大小和方向静水压强分布图是用有向比例线段表示压强的大小和方向, ,使受压面上的静水压强分布规律形象化的几何图形。是水静力使受压面上的静水压强分布规律形象化的几何图形。是水静力学基本方程的图形表示，是工程中分析和计算受压面上静水压学基本方程的图形表示，是工程中分析和计算受压面上静水压强分布和静水

14、总压力大小的有利依据。强分布和静水总压力大小的有利依据。 由于受压面两侧一般都承受着由于受压面两侧一般都承受着大气压，其产生的压力效果对受压大气压，其产生的压力效果对受压面来说可以相互抵消，所以实用中面来说可以相互抵消，所以实用中一般只需画相对压强分布图。结合一般只需画相对压强分布图。结合左图具体说明。左图具体说明。四、静水压强分布图四、静水压强分布图兼更凹爹青脑游慎酿歌振造呵淆咖乔儿之剥旋闹淄吧班剃槛硼乃衅腾陌埔二压强的量度单位二压强的量度单位13g(h1+h2)畅窥南匝钡耗胰巷开嘿芜医裂稼怀铝疤厉宝抖雨涌黔瞧若溉愈稳俯宁都桂二压强的量度单位二压强的量度单位14第四节第四节 液柱式测压计液柱

15、式测压计 液柱式测压计是以水静力学基本方程原理为基础，将被测压液柱式测压计是以水静力学基本方程原理为基础，将被测压强转换成液柱的高差进行测量的测压计。其简单、直观、精度较强转换成液柱的高差进行测量的测压计。其简单、直观、精度较高，但测量范围较小，故常用在实验室或实际生产中测量低压、高，但测量范围较小，故常用在实验室或实际生产中测量低压、负压和压差。作为水静力学基本方程的应用，本节介绍几种常见负压和压差。作为水静力学基本方程的应用，本节介绍几种常见的液柱式测压计。的液柱式测压计。 一一 、测压管、测压管A A点的相对压强为点的相对压强为B B点的真空压强为点的真空压强为篆羚郑腻藕棘期样劲平错诲敷

16、刮呐诺变舀襟塘塘挞腻叼骆杀佳时意譬悉府二压强的量度单位二压强的量度单位15二、二、U U形水银测压计形水银测压计 U形形水水银银测测压压计计就就是是一一装装有有水水银银的的U形形透透明明管管。如如图图，测测压压时时管管的的一一端端与与被被测测点点A相相连连，另另一一端端保保持持与与大大气气相相通通。这这时时，在在被被测测点点A的的压压强强作作用用下下，U形形管管内内水水银银液液面面将将形形成成一一高高度度差差。U形形管管内内液液体体的的分分界面界面1-1为等压面，故为等压面，故 即即 测压管一般只用来测量较小的压强。例如，对于水当相对压强测压管一般只用来测量较小的压强。例如，对于水当相对压强大

17、于大于0 0 2at2at时，则需用两米以上的测压管测压，使用很不方便时，则需用两米以上的测压管测压，使用很不方便. .泰绸舞俏即氰澈杆团遍湍砸侧皋价七抵记珊翅弹药增匙陋角笆苛对楔批夺二压强的量度单位二压强的量度单位16 可见，已知液体容重可见，已知液体容重时，测得时，测得 h hp p和和 h h值，便可由上式求值，便可由上式求得被测点得被测点A A的相对压强的相对压强p pA A。 差压计又称为比压计，是用来测量液体或气体两点间压强差或差压计又称为比压计，是用来测量液体或气体两点间压强差或测压管水头差的仪器，水银差压计是常用的一种液柱式差压计。测压管水头差的仪器，水银差压计是常用的一种液柱

18、式差压计。 三、水银差压计三、水银差压计 如图将如图将U U形水银测压计的两端分别与两形水银测压计的两端分别与两测点测点A A、B B相连，就可实现该两点压强差相连，就可实现该两点压强差或测压管水头差的测量。或测压管水头差的测量。 取基准面取基准面0-00-0如图，设如图，设A A、B B两测点的位两测点的位置高度（即位置水头）分别为置高度（即位置水头）分别为z zA A 和和 z zB B束纫猪型剂韶娘犬禽反寒殊尔躬垄党妆笼徽绒或催徐蚜者悯晰佬圾劲沏凹二压强的量度单位二压强的量度单位17U U形管内水银液面的高差为形管内水银液面的高差为h hp p，则由图，则由图中等压面中等压面1-11-1

19、可得可得 当测点的液体为水时当测点的液体为水时 即即A A、B B两测点的压强差为两测点的压强差为将上式各项同除以将上式各项同除以g g，并整理可得，并整理可得A A、B B两点测压管水头差为两点测压管水头差为 ，则，则B B两点测压管水头差为两点测压管水头差为 若若 ，则，则 飞瓤寇谣币云饼用吊鹅鸥粒削搪肛池异旅费战猩曳薄禄饼余糯矽白磐孕咽二压强的量度单位二压强的量度单位18例例2-4 一复式差压计如图所示。一复式差压计如图所示。已知已知h1=500mm、h2=200mm、h3=150mm、h4=250mm、h5=150mm、1=1000kg/m3、 Hg=13600kg/m3、 2=791

20、.8kg/m3。试求试求A、B两点的压强差。两点的压强差。 【解】【解】图中图中1-1、2-2、3-3为等压面，由式为等压面，由式p=p0+g自左向右推算得自左向右推算得 量欧难汾竹矮坎族氯级唐边惨沮痔考乔箱碌我泻歪篙彭情跋粉亭惑俘吨晌二压强的量度单位二压强的量度单位19小结：小结： 1.1.水静力学基本方程；水静力学基本方程； 2.2.绝对压强、相对压强和真空压强的概念及它们之间的关系；绝对压强、相对压强和真空压强的概念及它们之间的关系； 3.3.水静力学基本方程的几何意义和能量意义。水静力学基本方程的几何意义和能量意义。4.4.液柱式测压计液柱式测压计作业作业3 3：帝遍泡凿邀蜒禹类助撞屁剖阂赎应针卿修荐唤扁米河羌揭啮哉僻藏摹篆殃二压强的量度单位二压强的量度单位20