Bài giảng các quá trình cơ học - Chương 3: Động học lưu chất

Chia sẻ: Nguyen Van Diem | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

281
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung bài giảng của chương 3 giúp các bạn nắm vững các khái niệm cơ bản về chuyển động không ổn định và chuyển động ổn định, dòng nguyên tố và dòng chảy, các yếu tố thủy lực của dòng chảy, ... mời các bạn tham khảo bài giảng để học tốt hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng các quá trình cơ học - Chương 3: Động học lưu chất

CHƯƠNG 3 ĐÔNG HOC LƯU CHÂT ̣ ̣ ́ 1. CAC KHAI NIÊM CƠ BAN ́ ́ ̣ ̉ 1.1. Chuyên đông không ôn đinh và chuyên đông ôn đinh ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ Các yếu tố chuyển động bao gồm: - Áp suất thủy động P - Vận tốc phần tử lưu chất u - Gia tốc a Ba yếu tố này thay đổi theo thời gian và không gian, được P = P( x , y, z, t ) biểu diễn bằng hàm số: U = U ( x , y, z , t ) a = a ( x , y, z , t )
1.1. Chuyên đông không ôn đinh và chuyên đông ôn đinh (tt) ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣  Chuyển động không ổn định là sự chuyển động mà các yếu tố chuyên đông phụ thuộc vào thời gian, tức là: ̉ ̣ ∂P ∂U ∂a ≠ 0; ≠ 0; ≠ 0 ∂t ∂t ∂t  Còn chuyển động ổn định là các yếu tố đó không phụ thuộc vào thời gian,tức ∂P = 0 ⇒ P = const là: ∂t ∂U = 0 ⇒ U = const ∂t ∂a = 0 ⇒ a = const ∂t Hình (H3.1a) là ví dụ biểu thị sự chuyển động không ổn định Hình (H3.1b) là ví dụ biểu thị sự chuyển động ổn định Trong giáo trình này ta chỉ xét dòng chảy ổn định (H3.1b)
1.1. Chuyên đông không ôn đinh và chuyên đông ôn đinh (tt) ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ ̉ ̣ 1.2. Quỹ đao, đường dong Quy ̣ ̀ Kêt luân“Mỗi thời điểm cho một đường dòng và hai đường ́ ̣ dòng không bao giờ cắt nhau”
1.3. Dong nguyên tố – Dong chay ̀ ̀ ̉ Ngày nay khi nghiên cứu dòng chảy thủy lực, có hai lý thuyết sau: • Thứ nhất là ta coi dòng chảy gồm vô số dòng nguyên tố như (H3.2b), bài toán này dễ tính toán vì nó có kích thước hữu hạn nên gọi là bài toán một chiều •Thứ hai là ta coi dòng chảy gồm vô số phần tử chuyển động, bài toán này phức tạp hơn, nên gọi là bài toán 3 chiều
1.4. Cac yêu tố thuy lực cua dong chay ́ ́ ̉ ̉ ̀ ̉ ̣ ́ 1.4.1. Măt căt m3 1.4.2. Lưu lượng Q; s m3 Q = ∫A UdA; s ̣ ́ ̀ 1.4.3. Vân tôc trung binh Qm v= ; As
2. PHƯƠNG TRINH LIÊN TUC ̀ ̣ U1 A 2 v1 A 2 = = hay U 2 A1 v 2 A1 3. PHƯƠNG TRINH BERNOULLI ̀ 3.1. Phương trinh Bernoulli cho lưu chât lý tưởng ̀ ́
3.1. Phương trinh Bernoulli cho lưu chât lý tưởng (tt) ̀ ́  Phương trình Bernoulli của dòng nguyên tố lưu chất lý tưởng 2 2 PU P U 1+ 1 =Z + 2 + 2 Z+ 1γ 2γ 2g 2g  Đối với lưu chất lý tưởng thì năng lượng vào bằng năng lượng đi ra, nên có thể viết dưới dạng tổng quát: P U2 Z+ + = const γ 2g
3.2. Phương trinh Bernoulli cho lưu chât thực ̀ ́ P U2 U2 P Z + 1 + 1 >Z + 2 + 2 1γ 2γ 2g 2g Từ phương trình trên ta phát biểu như sau: “Đối với lưu chất thực thì năng lượng giảm theo dòng chảy và có tên gọi là phương trình Bernoulli của dòng nguyên tố lưu chất thực (có độ nhớt)” 3.3. Phương trinh Bernoulli cho toan dong chay ̀ ̀ ̀ ̉
3.3. Phương trinh Bernoulli cho toan dong chay (tt) ̀ ̀ ̀ ̉  Hệ số hiệu chỉnh động năng α U 3dA ∫ α= v 3A  Phương trình Bernoulli của toàn dòng chất lỏng thực (có nhớt) 2 P2 α 2 v 2 P1 α1v1 2 + ∑h Z1 + + = Z2 + + 1→ 2 γ 2g γ 2g  Ứng dung: Ngày nay phương trình Bernoulli được ứng ̣ dụng rộng rãi để giải các bài toán thủy lực như: tính lưu lượng dòng chảy qua thiết bị, qua ống dẫn, qua máng dẫn, qua sông ngòi..v.v
3.3.1. Thứ nguyên cua phương trinh Bernoulli ̉ ̀ • Mét cột lỏng (như cột nước, cột thủy ngân) viết tắt là mcl N • Pa; m 2 3.3.2. Tên goi cua phương trinh Bernoulli ̣ ̉ ̀ • Thế năng: Z + P γ α v2 • Động năng: 2g 2 P αv • Cơ năng: Z+ + γ 2g
̀ ̣ 4. BAI TÂP Bài 1. Nước chảy qua một ống tròn đường kính d1 = 200mm rồi chuyển sang ống khác nhỏ hơn có đường kính d2 =100mm. Lưu lượng Q = 30l/s. Tính vật tốc qua mỗi ống ̀ ̉ Bai giai
̀ ̣ 4. BAI TÂP Bài 2. Một bình chứa chất lỏng kín, áp suất dư Pdư = 0,07at. Cách mặt thoáng độ sâu h=1,2m chứa một lỗ nhỏ để tháo chất lỏng ra ngoài khí quyển. Tính vận tốc chảy qua lỗ nhỏ đó trong 3 trường hợp sau: • Khi chất lỏng là nước, ρ = 1000 kg/m3 • Khi chất lỏng là dầu, tỉ trọng 0,7 • Khi chất lỏng là một hỗn hợp nửa dầu nửa nước Biết α = 1, g = 10 m/s2, bỏ qua trở lực
̀ ̉ ̣̀ Bai giai bai tâp 2
̀ ̉ ̣̀ Bai giai bai tâp 2 (tt)
̀ ̣ 4. BAI TÂP Bài 3: Một ống dẫn nằm ngang có đường kính d1 = 50mm, tại ống thu hẹp d2 = 25mm có gắn một ống nhỏ cắm vào bình chứa nước phía dưới (xem hình) - Tính áp suất tại điểm gắn ống nhỏ P2 - Tính chiều cao h để nước có thể hút từ bình lên ống d2? N Biết áp suất dư tại ống d1 là Pd = 0,784 cm 2 và lưu lượng Q = 2,7l/s, bỏ qua trở lực
̀ ̉ ̣̀ Bai giai bai tâp 3
̀ ̉ ̣̀ Bai giai bai tâp 3 (tt)