![](images/graphics/blank.gif)
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 3 - TS. Nguyễn Quốc Ý
lượt xem 4
download
![](https://tailieu.vn/static/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
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.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 3 - TS. Nguyễn Quốc Ý
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
![](images/graphics/blank.gif)
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 1 - TS. Lý Hùng Anh
46 p |
69 |
8
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 3 - TS. Lý Hùng Anh
42 p |
47 |
7
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 6 - TS. Lý Hùng Anh
64 p |
37 |
7
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 2 - TS. Lý Hùng Anh
66 p |
51 |
7
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 8 - TS. Lý Hùng Anh
40 p |
41 |
6
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 5 - TS. Nguyễn Quốc Ý
13 p |
50 |
6
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 4 - TS. Nguyễn Quốc Ý
15 p |
49 |
5
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 7 - TS. Nguyễn Quốc Ý
25 p |
57 |
5
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 4 - TS. Lý Hùng Anh
54 p |
31 |
5
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 1 - TS. Nguyễn Quốc Ý
7 p |
60 |
4
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 2 - TS. Nguyễn Quốc Ý
14 p |
62 |
4
-
Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 6 - TS. Nguyễn Quốc Ý
12 p |
54 |
3
-
Bài giảng Cơ học lưu chất - Chương 1: Tính chất lưu chất
18 p |
33 |
3
-
Bài giảng Cơ học đá: Chương 3 - TS. Ngô Tấn Phong
100 p |
15 |
2
-
Bài giảng Cơ học lưu chất - Chương 2: Tĩnh học lưu chất
17 p |
38 |
1
-
Bài giảng Cơ học lưu chất - Chương 3: Động lực học lưu chất
43 p |
31 |
1
-
Bài giảng Cơ học lưu chất - Chương 6: Dòng chảy thế và lực nâng lực cản
45 p |
25 |
1
![](images/icons/closefanbox.gif)
![](images/icons/closefanbox.gif)
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
![](https://tailieu.vn/static/b2013az/templates/version1/default/js/fancybox2/source/ajax_loader.gif)