流体从静止到运动,质点获得流速,由于黏性力的作用,改变了压强的静力特性。任一点的压强,不仅与该点所在的空间位置有关,也与方向有关,这就与流体静压强有所区别。但黏性力对压强随方向变化的影响很小,在工程上可以忽略不计。而且,理论推导还可证明,任何一点在三个正交方向的压强的平均值是一个常数,不随这三个正交方向的选取而变化,这个平均值就作为点的压强值。以后,流体流动时的压强和流体静压强,一般在概念和命名上不予区别,一律称为压强。
流体质点从一种直径管子流入另一种直径的管子,流速大小要改变。从一个方向的管子转弯流入另一个方向的管子,流速方向要改变。前一种变化,出现直线惯性力,引起压强沿流向变化。后一种变化,出现离心惯性力,引起压强沿断面变化。事实上,总流的流速变化,总是存在着大小和方向的变化,总是出现直线惯性力和离心惯性力。因此可以根据流速是否随流向变化,分为均匀流动和不均匀流动,流体质点流速的大小和方向均不变的流动称为均匀流动(uniform flow),否则称为不均匀流动(non-uniform flow)。
均匀流动的流线是相互平行的直线,因而它的过流断面是平面。断面不变的直管中的流动是均匀流动最常见的例子。由于均匀流动中不存在惯性力,和静止流体受力对比,只多一黏滞阻力,说明这种流动是重力、压力和黏滞阻力的平衡。但是,三力平衡是对均匀流动空间来说的。对于均匀流动过流断面,情况有所不同,黏性阻力对垂直于流速方向的过流断面上压强的变化不起作用。均匀流动过流断面上压强分布服从于水静力学规律,同一断面上测压管水面将在同一水平面上,不同断面上,由于黏性阻力作负功,将使下游断面的水头降低,如图3-5所示。
图3-5 均匀流动过流断面压强分布
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