intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 3 - TS. Nguyễn Quốc Ý

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
48
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ lưu chất - Chương 3: Tĩnh học cơ lưu chất" bao gồm các nội dung: Áp suất tĩnh, áp lực lên mặt phẳng, mặt cong; lực đẩy Archimèdes, sự ổn định của vật nổi, tĩnh tương đối. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 3 - TS. Nguyễn Quốc Ý

  1. Tĩnh học lưu chất Chương 3: Tĩnh học lưu chất Bài giảng của TS. Nguyễn Quốc Ý nguyenquocy@hcmut.edu.vn Ngày 30 tháng 1 năm 2013 Nội dung cần nắm Áp suất thủy tĩnh Áp lực lên mặt phẳng, mặt cong Lực đẩy Archimèdes, sự ổn định của vật nổi ng.com Tĩnh tương đốihttps://fb.com/tailieudientucntt 1 / 21
  2. Tĩnh học lưu chất Áp suất: Định nghĩa- Đơn vị Áp suất: p  FAn Đơn vị áp suất N {m2  Pascal pPaq atm  101325Pa bar 0.1MPa m nước  9806.65Pa m Thủy ngân  13.6m nước ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 2 / 21
  3. Tĩnh học lưu chất Áp suất tại một điểm trong lưu chất Cân bằng lực: z ps δ x δ s θ δs py δ x δ z δz y δx θ δy  0, 0 δx δyδz pz δ x δ y x γ ________ 2 Tĩnh: ay az mà δy  δs cos θ, δz  δs sin θ tại một điểm δz Ñ0 nên: py  ps , nên pz  ps  py và pz  ps γ δz 2 Tóm lại: áp suất tại một điểm là như nhau theo mọi phương ng.com Bàn luận: xét khối https://fb.com/tailieudientucntt khí trong quả bóng/ bong bóng xà bông 3 / 21
  4. Tĩnh học lưu chất Áp suất thay đổi theo các phương? ∂p δ z ( ) p + ––– ––– δ x δ y ∂z 2 z δz ∂p δy p: áp suất ở tâm, ( ∂p δy ) p – ––– ––– δ x δ z ( ) p + ––– ––– δ x δ z hợp lựctheo phương y: ∂y 2 ∂y 2 δx γ δx δyδz δFy  p δx δz  δy δp δy ( ∂p δ z ) p – ––– ––– δ x δ y ∂z 2  δp δy δy 2 p ^ k ^ j y δx δz ^ i δy 2 hay: δFy   δx δy δz δp x δy tương tự: δFx   δx δy δz δp Lực tác dụng: δx δFz   δx δy δz Lực mặt: áp suất & δp Lực khối: trọng lực δz không có lực tiếp xúc ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 4 / 21
  5. Tĩnh học lưu chất Lưu chất tĩnh: δFx  0, δFy  0, δFz trọng lượng γδx δy δz Bp  0 Bp  0 Bp  γ Bx By Bz Vậy: áp suất không đổi theo phương ngang x hoặc y , p chỉ thay đổi theo phương đứng z dp dz  γ (1) ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 5 / 21
  6. Tĩnh học lưu chất PT. (1): dp dz  γ cho thấy: gradient áp suất âm theo độ cao, ñ càng lên cao, áp suất càng giảm hãy liên hệ thực tế o Lưu ý: trong PT. (1) γ const. hay  const. theo độ sâu. o Lưu chất không nén được: ρ  const., nên γ  const. PT. (1) chỉ rằng: » p2 » z2 dp  γ dz ñ p2  p1  γ pz2  z1q p1 z1 or p1  p2  γ pz2  z1q ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 6 / 21
  7. Tĩnh học lưu chất p1  p2  γh ðñ p1  p2 γh , h  z2  z1 ¡  0 Phân bố áp suất thủy tĩnh: tăng tuyến tính theo độ sâu Có mặt thoáng: p1  p2 h Free surface (pressure = p0) : cột áp γ Liquid surface (p = p0) p2 z h = z2 – z1 z2 h p1 (Specific weight = γ ) z1 A B y Áp suất bên trong bình: x chỉ phụ thuộc độ sâu h, p  p0 γh không phụ thuộc hình dạng bình. Bàn luận: bình thông nhau, mặt nước nằm ngang ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 7 / 21
  8. Tĩnh học lưu chất Đo áp suất Áp suất tuyệt đối-Áp suất dư/đồng hồ Bàn luận: áp kế chỉ giá trị áp suất gì? Áp suất tuyệt đối: đo từ mức chân không tuyệt đối Áp suất dư: đo từ mức áp suất khí quyển, có thể: dương, bằng không âm => áp suất chân không Bàn luận: xét bình kín và các trường hợp áp suất dư bên trong ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 8 / 21
  9. Tĩnh học lưu chất Đo áp suất khí Ống đo áp chữ quyển Ống đo áp chữ L U-Tube pvapor Open Open A γ1 h1 γ1 A h (1) h2 h1 patm (2) (3) A γ2 (1) B (gage fluid) Mercury patm  Áp suất dư: pA  ρgh1 Áp suất dư: ρgh pvapor  ρgh pA  ρ2 gh2  ρ1 gh1 Bàn luận: tại sao không dùng nước đo áp suất khí quyển, mà dùng thủy ngân? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 9 / 21
  10. Tĩnh học lưu chất B (5) γ3 h3 B γ3 γ1 h3 γ1 (4) (2) γ2 A γ2 A h2 h1 2 (1) (1) h1 θ (2) (3) Ống đo áp nghiêng: Đo chênh áp: pA  p1 ρ1 gh1 p2  pA ρ1 gh1 p1  p2 ρ2 gh2  p4  p2  ρ2 gh2  ρ2 gL2 sin θ pA ρ1 gh1  ρ2 gh2 p2  pB ρ3gh3 pB  p4  ρ3gh3  pA  pB  pA ρ1 gh1  ρ2 gh2  ρ3 gh3 ρ3 gh3 ρ2 gL2 sin θ  ρ1 gh1 pA  pB  ρ3 gh3 ρ2 gh2  ρ1 gh1 Bàn luận: If A, B chứa khí khi nào sử dụng loại này? pA  pB  ρ2gh2 ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 / 21
  11. Tĩnh học lưu chất Định luật Pascal Lưu chất trong bình kín, áp suất tại một điểm tăng ∆p, áp suất tại mọi điểm khác cũng tăng theo 1 lượng ∆p ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 / 21
  12. Tĩnh học lưu chất Áp suất tác dụng K bề mặt rắn Biểu đồ áp suất dư Bàn luận: Áp suất do khí vs. áp suất do chất lỏng? Độ dốc của đường phân bố? Nhiều lớp lưu chất? Ảnh hưởng của ρ? Mặt phẳng nằm ngang? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 / 21
  13. Tĩnh học lưu chất Áp lực do lưu chất tĩnh, tác dụng K bề mặt rắn Bàn luận: áp lực được tính theo áp suất dư, tại sao? Xét hai trường hợp: 1 Mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng hoặc chịu áp lực từ khối khí: FR  pA » 2 Mặt nghiêng hoặc mặt cong: FR  p dA A với » A dA Bàn luận: Vị trí điểm đặt áp lực so với trọng tâm? Áp lực có phụ thuộc vào thể tích chất lỏng trong bình chứa? Mặt cong có dạng mặt trụ tròn? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 / 21
  14. Tĩnh học lưu chất Áp lực tác dụng lên mặt phẳng nghiêng dF  γh dA, K dA Free surface 0 » » θ FR  γh dA  γy sin θ dA h A A hc y yc yR for constant γ and θ FR dF » x FR  γ sin θ y dA A x » y dA  yc A A A ñ FR  γAyc sin θ, dA c xc y CP Centroid, c xR or Location of  γhc A , K Ahttps://fb.com/tailieudientucntt resultant force (center of pressure, CP) FR ng.com 14 / 21
  15. Tĩnh học lưu chất Điểm đặt lực: Cân bằng moment: Free surface θ 0 FR y R  pγyc sin θ Aq yR »  h y hc yc yR y dF » FR dF A  x γ sin θ y 2 dA ³ x A y 2 dA A yR  A yc A  yIxA c dA c  Ixc xc Ayc2 y CP Centroid, c xR Location of Ix resultant force (center of pressure, CP) 2 ñ yR  yc Ixc hc  yc sin θ, hR  hc Ixc sin θ hc A yc A Bàn luận: ng.com điều kiện sử dụng CT tính FR , yR ? tính cho trường hợp khác? https://fb.com/tailieudientucntt 15 / 21
  16. Tĩnh học lưu chất A = ba A = π R2 a –– 2 1 ba3 c x Ixc = ––– R π R4 12 Ixc = Iyc = ––––– a x 4 –– c 2 1 ab3 Iyc = ––– y 12 Ixyc = 0 b –– b –– y 2 2 Ixyc = 0 (a) (b) π R2 A = ––––– d ab A = ––– ba3 Ixc = –––-– 2 2 36 2 Ixc = 0.1098R4 Ixyc = –ba –––– (b – 2d) 72 a c Iyc = 0.3927R4 c x x 4R a y ––– y –– 3π 3 Ixyc = 0 R R b+d ––––––– 3 b (c) (d) π R2 A = ––––– 4R ––– 4 3π 4R Ixc = Iyc = 0.05488R4 ––– 3π c x R Ixyc = –0.01647R4 y (e) ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 / 21
  17. Tĩnh học lưu chất Áp lực lên mặt cong Xét mặt cong BC: E ~ R  pFH , FV q F F tan θ  FFV V F1 H A B A CG B FR = √(FH)2 + (FV)2 B Cân bằng lực cho khối F2 FH θ O C O ABC:  F2  γAx hcx C C (a) FV (b) (c) FH FV  γ— V V : phần thể tích giới hạn bởi mặt cong và mặt phẳng có áp suất dư =0 — Ax : diện tích hình chiếu mặt cong lên phương đứng, có độ sâu trọng tâm hcx Bàn luận: V — luôn nằm trên mặt cong? FV luôn hướng xuống? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 / 21
  18. Tĩnh học lưu chất Lực đẩy Archimèdes c Hai trường hợp: h1 Centroid  γ— of displaced volume z FB nổi 1 phần: FB V h2 A B y (d) chìm hoàn toàn x FB  FVup  FVdown D C (a) Centroid  γ— c y1 F1 FB V y2 FB A B V : thể tích chìm trong lưu chất — F3 yc FB F4 (c) D C F2 (b) Bàn luận: FB có phụ thuộc KLR của vật? điểm đặt của FB ? vật cân bằng, phương của FB ? ng.com tính phần thể https://fb.com/tailieudientucntt tích chìm trong lưu chất? 18 / 21
  19. Tĩnh học lưu chất Tính ổn định của vật nổi M: metacenter, vật nghiêng: tâm đẩy B Ñ B1 moment FB dB M G 1 phục hồi: ỔN ĐỊNH lật: KHÔNG ổn định CG CG CG CG c c' FB FB c c' FB FB c = centroid of original c' = centroid of new Restoring displaced volume displaced volume couple c = centroid of original c' = centroid of new Overturning displaced volume displaced volume couple Stable Unstable ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 19 / 21
  20. Tĩnh học lưu chất Tĩnh tương đối:Gia tốc thẳng ĐỀU Free surface slope = dz/dy az a với dp  BByp dy BBpz dz ay  ρay dy  ρpg az qdz dọc theo mặt đẳng áp, dp  0, p1 Constant p2 pressure z p3 lines y x dz   g ay a gia tốc ~a  p0, ay , az q dy z cân bằng lực cho một phần tử ay  0, az  0: 0 lưu chất bất kì dz Bp  ρa dy By y Bp  ρpg a q ay  0, az  0: dz   ay Bz z dy g Bàn luận: hình dạng mặt thoáng/ mặt đẳng áp trong hai trường hợp trên? ng.com phân bố áp suất theo https://fb.com/tailieudientucntt phươg đứng thay đổi như thế nào? 20 / 21
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2397 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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2