Bài giảng Kỹ thuật thuỷ khí: Chương 1+2 - TS. Ngô Văn Hệ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật thuỷ khí - Chương 1+2: Mở đầu + Tĩnh học chất lỏng, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu; Một số tính chất cơ bản của chất lỏng; Áp suất thủy tĩnh; Phương trình vi phân cân bằng; Tĩnh tuyệt đối và tĩnh tương đối; Áp lực thủy tĩnh lên thành rắn; Một số nguyên lý thủy tĩnh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật thuỷ khí: Chương 1+2 - TS. Ngô Văn Hệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY No.1 Đại Cồ Việt, Hà Nội; http://www.hust.edu.vn/; http://ste.hust.edu.vn/ 1 Add. C6-202. Tel. 024-3-869-2501 Email: he.ngovan@mail.hust.edu.vn.
NỘI DUNG HỌC PHẦN Chương 1: Mở đầu Chương 2: Tĩnh học chất lỏng Chương 3: Động lực học chất lỏng Chương 4: Chuyển động một chiều của chất lỏng Chương 5: Chuyển động một chiều của chất khí Chương 6: Tính toán thuỷ lực đường ống Chương 7: Mô hình hóa - Lý thuyết thứ nguyên, tương tự 2
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Vũ Duy Quang, Thủy Khí Động Lực Ứng Dụng, NXB Xây Dựng, 2005. [2]. Lương Ngọc Lợi, Cơ Học Thủy Khí Ứng Dụng, NXB Bách Khoa – Hà Nội, 2009. [3]. Vũ Duy Quang, Phạm Đức Nhuận, Giáo Trình Kỹ Thuật Thủy Khí, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2009. [4]. Nguyễn Hữu Trí, Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, T1, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1972. [5]. Nguyễn Hữu Chí - Nguyễn Hữu Dy – Phùng Văn Khương, Bài Tập Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, NXB Giáo Dục. [6]. Nguyễn Phước Hoàng, Thủy lực và Máy thủy lực Tập 1 [7]. Hoàng Đức Liên, Giáo trình Kỹ thuật thủy khí, ĐH Nông Nghiệp Hà Nội 2007. 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO 4
KỸ THUẬT THỦY KHÍ Nghiên cứu cái gì, học cái gì? Dùng phương pháp nghiên cứu nào? Mục đính nghiên cứu để làm gì? 5
Chương 1: MỞ ĐẦU 6
1.1 Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu 7
Nhiệm vụ ghiên cứu: Nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như các lực tương tác giữa chất lỏng với với các vật ngập trong nó. Đồng thời nghiên cứu ứng dụng các quy luật đó vào sản xuất và đời sống. 8 Hình ảnh lấy từ nguồn internet
ỨNG DỤNG TKĐLH THỦY LỢI THỦY ĐiỆN
ỨNG DỤNG TKĐLH  Hệ thống đường ống nước, khí thiên nhiên  HT xử lý nước thải, trang trí cho hộ gia đình và toàn thành phố… 10
Phương pháp nghiên cứu: Lý thuyết: Thực nghiệm: Hình ảnh lấy từ nguồn internet Bán thực nghiệm: 11
1.2 Một số tính chất cơ bản của chất lỏng Tính chất chung: Chất lỏng được coi là môi trường liên tục, đồng chất, đẳng hướng và các đại lượng đặc trưng cho tính cơ lí của nó được biểu diễn bằng các hàm liên tục. Chất lỏng có tính di động cao, hầu như không chống được lực cắt và lực kéo. Chất lỏng hạt có tính chịu nén rất lớn (chất lỏng không nén được), còn chất khí thì phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, dễ dàng thay đổi thể tích khi áp suất thay đổi. 12
Chất lỏng có khối lượng và trọng lượng: Khối lượng riêng (): là khối lượng của một đơn vị thể tích chất lỏng cùng loại. m   (kg / m3 ) Trọng lượng: P  m.g ( N ) V Trọng lượng riêng (): là trọng lượng một đơn vị thể tích chất lỏng cùng loại. P    .g ( N / m 3 ) V Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riêng của chất đó so với trọng lượng riêng của nước t=4oC.    n Ví dụ: Trọng lượng 1 vật có khối lượng 1 kg có thể coi bằng 9,81N; 1kG  10N; g = 9,81 m/s2 13
Tính nén được: Tính nén được là tính làm giảm thể tích chất lỏng khi thay đổi áp suất. Đặc trưng bởi hệ số nén: dV 1 1   (m 2 / N ) E ( N / m2 ) V dp  Trong đó: dp là lượng thay đổi áp suất; dV là lượng thay đổi thể tích chất lỏng; E là mô đuyn đàn hồi của chất lỏng. Ví dụ: Thí nghiệm chứng tỏ rằng, trong phạm vi áp suất từ 1 đến 500 at và nhiệt độ từ 0 đến 20 độ C thì hệ số nén của nước bằng 0.00005cm2/KG 14
Tính nhớt: Là tính cản trở chuyển động giữa các phần tử chất lỏng. Giả thiết về tính nhớt của Newton: - Khi chuyển động chất lỏng chảy thành lớp rất mỏng với các vận tốc khác nhau. - Giữa các lớp chất lỏng xuất hiện lực ma sát gọi là ma sát trong (nội ma sát). Lực này gây ra do tính nhớt của chất lỏng nên còn gọi là lực nhớt. du  T = S   .   dn   : hệ số nhớt động lực hoặc độ nhớt động lực. du/dn: gradient vận tốc theo phương n vuông góc với dòng chảy. Đơn vị đo  trong hệ SI là N.s/m2; đơn vị khác là poa-zơ: P; 1P = 10-1N.s/m2 Hệ số nhớt động học  = / Đơn vị đo  trong hệ SI là m2/s, đơn vị đo khác là Stốc: (St) ; 1St = 10-4m2/s =cm2/s. 15
Chất lỏng lý tưởng – chất lỏng không nhớt: - Chất lỏng không có tính nhớt, µ=0 - Có tính di động tuyệt đối - Không chống được lực kéo, lực cắt - Hoàn toàn không nén được Các lực tác dụng lên chất lỏng: - Lực mặt: lực tác dụng lên chất lỏng tỉ lệ với mặt tiếp xúc. Ví dụ: áp lực P=p.S; Lực ma sát T=.S - Lực khối: lực tác dụng lên chất lỏng tỉ lệ với khối lượng: Ví dụ: Trọng lực G=mg; Lực quán tính F=ma 16
NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN CHẤT LỎNG FX   V X LỰC MẶT LỰC KHỐI FY   V Y     P  pn . S F  m. a FZ   V Z LỰC LỰC MA TRỌNG LỰC ÁP LỰC QUÁN SÁT TÍNH       G m g Fqt  m a Lực mặt đơn vị pn  pn  x,y,z,t    Lực khối đơn vị   v2 a  a  X,Y,Z  F  m  m 2r   lt (gia tốc lực khối) r
MỘT SỐ TOÁN TỬ CƠ BẢN   u x uy uz d p  p d x  p d y  p d z div u  . u    x y z  x  y z   d u  u  u d x  u d y  u d z grad p   p   p   p  i j k d t  t  x d t  y d t z d t x y z Laplace :   u  u  u  u   grad u i j k  x y z  uy  2uz  u  u  u  2u 2 Δ u  u.u  u 2   2  2 x 2 x i y j zk x y z i j k   u u u  rot  rot  rot  rot u    u  xu y u zu x x x ux uy uz  u  uy    u u    uy u     z   i   x  z j   x k  y z   z  x    x y       18
Ví dụ: Bảng tính chất vật lý của một số chất: KLR, TLR Tỷ trọng Nhiệt TT Tên gọi ρ,kg/m3 ,N/m3  độ, 0C 1 Nước sạch 1000 9810 1 4 2 Xăng 0,7-0,75 16 3 Thuỷ ngân 13,55 15 4 Sắt 7,8 5 Cồn 0,8 0 6 Dầu madút 0,89-0,92 15 7 Không khí 1,127 11,77 1,127.10-3 27 19
20