zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 1 - TS. Lý Hùng Anh

Chia sẻ: Buctranhdo Buctranhdo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Báo xấu

68
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 1 Mở đầu cung cấp cho người học những kiến thức như: Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu; Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 1 - TS. Lý Hùng Anh

Cơ lưu chất – Fluid Mechanics Tài liệu tham khảo 1. Bài giảng Cơ Lưu Chất – Nguyễn Quý - NXB Đại Học Quốc Gia TpHCM 2. Giáo trình cơ lưu chất – Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM TS. Lý Hùng Anh Bộ Môn Kỹ Thuật Hàng Không - Đại Học Bách Khoa
Đề cương Chương 1: Mở đầu Chương 2: Tĩnh học lưu chất Chương 3: Động học lưu chất Chương 4: Động lực học lưu chất Chương 5: Phân tích thứ nguyên và đồng dạng Chương 6: Dòng chảy đều trong ống Chương 7: Thế lưu Chương 8: Lý thuyết lớp biên
Chương 1: MỞ ĐẦU 1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.1 Khối lượng riêng – Trọng lượng riêng – Tỷ trọng 2.2 Tính nhớt 2.3 Tính nén được 2.4 Áp suất hơi bão hòa 2.5 Sức căng bề mặt và hiện tượng mao dẫn 2.6 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.1 Mục đích môn học: là môn khoa học cơ bản, nghiên cứu các quy luật chuyển động, cân bằng của lưu chất và các quá trình tương tác lực của nó lên các vật thể khác. Các vấn đề nghiên cứu trong phạm vi môn học rất đa dạng có nhiều ứng dụng trong hoạt động của người kỹ sư. Ví dụ: Tìm hiểu cấu trúc của dòng chuyển động và tính toán phân bố của các thông số cơ bản như áp suất, vận tốc, nhiệt độ, khối lượng riêng; dòng chuyển động qua những cố thể rắn (lực tác động của gió lên những tòa nhà cao tầng, lực và moment tác động trên máy bay….), tính toán mất năng trong đường ống dẫn dầu, dòng chuyển động qua quạt, máy bơm, máy nén…, điều khiển và ổn định dòng chuyển động
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.1 Mục đích môn học: là môn khoa học cơ bản, nghiên cứu các quy luật chuyển động, cân bằng của lưu chất và các quá trình tương tác lực của nó lên các vật thể khác. Cơ lưu chất là nhánh rẽ của môn cơ học tương tự như môn sức bền vật liệu, cơ học kết cấu, cơ học đàn hồi, cơ học đất. Trong môn học cơ lưu chất, chúng ta nghiên cứu đặc tính, ứng xử và diễn biến cơ học của một môi trường vật chất riêng biệt – đó là lưu chất
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu- lưu chất là gì?  Phân biệt chất rắn- chất lỏng – chất khí Chất rắn Chất lỏng Chất khí Hình dạng Xác định Phụ thuộc vào Không xác định, hình dạng bình chiếm toàn bộ thể chứa tích bình chứa Lực liên kết Rất lớn Yếu Rất yếu phân tử Ứng xử dưới • Đàn hồi, biến • Chịu được biến dạng lớn không tác động của dạng hữu hạn đàn hồi dưới tác động của lực nhỏ lực • Chuyển động • Biến dạng liên tục và không có hạn chế trong khả năng chống lại sự thay đổi do phạm vi đàn lực hồi • Chuyển động phức tạp: tịnh tiến và quay
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu- lưu chất là gì?  Chất lỏng và chất khí: lưu chất – môi trường liên tục, quan điểm này cho phép mô tả đặc trưng của lưu chất (áp suất, vận tốc, nhiệt độ, khối lượng riêng..) tại một điểm (x,y,z) bất kỳ tại một thời điểm t tùy ý như là các hàm liên tục.  Tính chất ảnh hưởng rõ nét nhất đến sự khác biệt của chất khí và lỏng là tính nén được – sự thay đổi của khối lượng riêng. Thông thường, chất lỏng là lưu chất không nén được (khối lượng riêng là hằng số) và chất khí là lưu chất dễ nén
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu- lưu chất là gì?  Lý thuyết về chất lỏng và chất khí tương tự như nhau cho trường hợp chuyển động với vận tốc thấp khi ảnh hưởng của tính nén được của lưu chất có thể được bỏ qua  Khi chuyển động ớ vận tốc lớn (số Mach>0.3: vận tốc chuyển động lớn hơn 0.3 lần vận tốc âm thanh), đặc tính chịu nén của chất khí có ảnh hưởng quan trọng đến tính chất dòng chuyển động chất khí được nghiên cứu bằng lý thuyết riêng: khí động lực học
TYPES OF AERODYNAMIC FLOW AERODYNAMICS A. Continuum flow B. Low-density and free- molecule flows C. Viscous flow D. Inviscid flow E. Incompressible flow F. Compressible flow G. Subsonic H. Transonic I. Supersonic J. Hypersonic flow flow flow flow
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu- cơ lưu chất nghiên cứu vấn đề gì?  Ứng xử của lưu chất ở trạng thái tĩnh và động  Ứng xử và tương tác giữa lưu chất và thành rắn/cố thể • Nội lưu: trường hợp lưu chất được chứa đựng hay bao quanh bởi thành rắn: bài toán chuyển động lưu chất, chuyển biến năng lượng của dòng chuyển động thành cơ năng hay nhiệt năng dưới dạng khí nén, hơi nước, nước nóng… • Ngoại lưu: trường hợp lưu chất bao quanh cố thể
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu- cơ lưu chất nghiên cứu vấn đề gì?  Trường lưu chất được phân chia thành những phần tử đủ nhỏ để được xem là đồng nhất, gọi là phần tử lưu chất. Sự trao đổi và tương tác ớ cấp độ phân tử giữa các phần tử lưu chất kế cận: khối lượng, động lượng, năng lượng.  Để diễn tả thành các phương trình các hiện tượng trao đổi và tương tác như trên, chúng ta dựa trên nền tảng các nguyên lý cơ bản của cơ học cổ điển và nhiệt động lực học: • Định luật bảo toàn khối lượng (phương trình liên tục) • Định luật bảo toàn động lượng (định luật II Newton) • Định luật bảo toàn năng lượng
1. Mục đích môn học – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu- cơ lưu chất nghiên cứu vấn đề gì?  Phương pháp giải tích: xây dựng cơ sở lý thuyết dựa trên đặc tính về hình học và các giả thiết tính toán (lưu chất không ma sát, không nén được…) để giải các phương trình bảo toàn lý thuyết nghiên cứu cổ điển, ứng dụng cho một số vấn đề cụ thể  Phương pháp tính toán mô phỏng số: giải các phương trình bảo toàn cho các bài toán phức tạp mà phương pháp giải tích không thực hiện được nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính và các công cụ tính toán  Phương pháp thực nghiệm: sử dụng kết quả thực nghiệm, phân tích tổng hợp để đưa ra các quy luật mô tả trạng thái và ứng xử của lưu chất công thức thực nghiệm, bổ sung cho lý thuyết và giúp chúng ta kiểm chứng các lời giải bằng phương pháp giải tích và phương pháp số
The bigger picture – The three equal partner of modern aerodynamics Pure Pure theory experiment Computational Fluid Dynamics
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.1 Khối lượng riêng – Trọng lượng riêng – Tỷ trọng  Khối lượng riêng ρ của một chất là mật độ khối lượng trong một đơn vị thể tích của chất đó m m m ass  M kg   lim    V [ le n g th  L ] 3 3 V  0 V m Trọng lượng riêng γ của một chất là lực trọng trường tác dụng lên khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó γ =[kg/m3.m/s2]=[N/m3]    g g=9.81m/s2 – gia tốc trọng trường Tỷ trọng δ là tỷ số giữa trọng lượng riêng γ của một chất với trọng lượng riêng của nước ở điều kiện tiêu chuẩn (20oC)    / H 2O Nước Thủy ngân Không khí ρ [kg/m3] 1000 13600 1.228 γ [N/m3] 9.81.103 133.103 12.07  Khối lượng riêng phụ thuộc vào trạng thái của lưu chất: áp suất, nhiệt độ
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất  Tính nhớt là tính chất đặc trưng cho lực cản ma sát chống lại chuyển động. Đây là tính chất quan trọng chỉ thể hiện khi lưu chất chuyển động (Động học lưu chất>
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất Thí nghiệm COUETTE  Phân tích thực nghiệm cho thấy, ứng suất (lực/một đơn vị diện tích) tỉ lệ thuận với vận tốc kéo U và tỉ lệ nghịch với khoảng cách h theo một hằng số tỉ lệ gọi là μ F U     A h Khi vận tốc dịch chuyển của tấm phẳng trên đủ nhỏ, lưu chất chuyển động mà không hòa trộn vào nhau, thành từng lớp mỏng song song với mặt phẳng – chuyển động tầng. Lớp trên tương tác với lớp dưới qua ma sát và truyền cho nó một vận tốc giảm dần theo khoảng cách giữa hai tấm phẳng  Phân bố vận tốc theo quy luật tuyến tính
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất F U     A h Định luật Newton dU        dy dU dy dU Biến thiên vận tốc theo phương vuông góc với dy chuyển động (phương y)
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất  Một cách tổng quát : Định luật Newton (áp dụng cho chuyển động tầng) dU        dU Biến thiên vận tốc theo dy dU phương vuông góc với dy chuyển động (phương y) dy N / m  2      hệ số nhớt động lực học   N .s / m   [ P a .s ] 2   m /s/m (1poise=0.1Pa.s)  2 [ N .s / m ]      [m 2 / s] hệ số nhớt động học (1stoke=10-4m2/s)  3 [kg / m ] Nước Không khí μ, poise 1.10-2 1.8.10-4 γ, stoke 0.01 0.15
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất  Phân loại lưu chất: • Lưu chất Newton: hầu hết lưu chất có hệ số nhớt μ=const. Lưu chất có hệ số nhớt không phụ thuộc biến thiên vận tốc du/dy • Lưu chất phi Newton: lưu chất có hệ số nhớt phụ thuộc vào biến thiên vận tốc (gradient vận tốc) du/dy
2. Các tính chất vật lý cơ bản của lưu chất 2.2 Tính nhớt – tính chất ma sát của lưu chất  Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhớt

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.