Bài giảng Kỹ thuật thủy khí: Chương 1 - TS. Hoàng Công Liêm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật thủy khí - Chương 1: Mở đầu, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu; lịch sử phát triển của môn học; một số tính chất cơ bản của chất lỏng; các loại lực tác dụng lên chất lỏng. 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 thủy khí: Chương 1 - TS. Hoàng Công Liêm

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THỦY KHÍ Ts. Hoàng Công Liêm
TÀI LIỆU THAM KHẢO + Vũ Duy Quang, Thủy Khí Động Lực Ứng Dụng, NXB Xây Dựng, 2005. + Lương Ngọc Lợi, Cơ Học Thủy Khí Ứng Dụng, NXB Bách Khoa – Hà Nội, 2009. + Vũ Duy Quang, Phạm Đức Nhuận, Giáo Trình Kỹ Thuật Thủy Khí, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2009. + Nguyễn Hữu Chí, Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, T1, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1972. + Nguyễn Hữu Chí - Nguyễn Hữu Dy – Phùng Văn Khương, Bài Tập Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, NXB Giáo Dục.
Chương I: Mở đầu §1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Chất lỏng - Thể nước: chất lỏng không nén được (ρ =const). -Thể khí: chất lỏng nén được (ρ ≠const). ❖ Kỹ thuật thủy khí (KTTK) là môn kỹ thuật cơ sở chuyên nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như các lực tương tác giữa chất lỏng với các vật ngập trong nó, đồng thời nghiên cứu ứng dụng các quy luật đó vào sản xuất và đời sống
1.2. Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu thủy lực học phải luôn kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm +Phương pháp lí thuyết +Phương pháp thực nghiệm +Phương pháp bán thực nghiệm Sinh viên cần nắm vững các kiến thức cơ bản +Toán cao cấp +Vật lý +Cơ lý thuyết +Kỹ thuật nhiệt
Các công cụ toán học:  p  p  p gradient: gradp = i + j +k x y z  u x u y u z divergent: divu = + + x y z    i j k     rotor: rotu = x y z ux uy uz
Các công cụ toán học: Toán tử Laplace:   2  2 2 Δ= = 2 + + x 2 y 2 z 2 Đạo hàm toàn phần V(x,y,z,t): dV V V dx V dy V dz = + + + dt t x dt y dt z dt
Có ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học kỹ thuật như giao thông, vận tải, hàng không, cơ khí, y học vv…. + Tính toán lực nâng, lực cản, điều khiển vật bay + Ổn định và điều khiển tàu thủy + Tính toán bơm, tua bin + Truyền động xăng dầu trong động cơ, bôi trơn ổ trục…
§2 Lịch sử phát triển của môn học Thủy khí động lực biểu thị sự liên hệ rất chặt chẽ giữa khoa học và yêu cầu thực tế ( trong nông nghiệp, đóng thuyền, bè…..) Aristot (384-322, BC) là người đầu tiên giải thích các vấn đề thủy động, đặc biệt là sự tác động tương hỗ giữa nước và không khí với vật chuyển động trong nó. Acsimet (287-212, BC) đặt nền móng cho thủy tĩnh học – lực đẩy Acsimet Leonardo da vinci (1452-1519) đưa ra khái niệm về lực cản của chất lỏng lên các vật chuyển động trong nó, nghiên cứu hiện tượng tại sao chim lại bay được
+ Galile (1564-1642) đưa ra những nghiên cứu sâu hơn về những vấn đề cơ bản của thủy tĩnh học với công trình “về định luật cơ bản của vật nổi” + Newton (1647-1727) nhà bác học thiên tài người Anh đã nêu lên những giả thuyết về lực căng bề mặt của chất lỏng + Hai ông Euler (1707-1783) và Bernoulli (1700-1782) là những người đã đặt cơ sở lý thuyết cho thủy khí động lực, tách nó khỏi cơ học lý thuyết để thành 1 ngành riêng + Hai ông Navier-stockes: tìm ra phương trình vi phân chuyển động + Reynold : lập nên phương trình vi phân chuyển động rối của chất lỏng + Prandt: bác học người Đức: sáng lập ra lý thuyết lớp biên, góp phần giải quyết nhiều bài toán động lực học
1. Tính dễ di động 2. Tính liên tục 3. Tính nén được: Là tính làm giảm thể tích chất lỏng khi thay đổi áp suất, đặc trưng bởi hệ số nén: V 1  =− (m2 / N ) V0 p p: là lượng thay đổi áp suất. V: là lượng thay đổi thể tích của chất lỏng. •Trong kỹ thuật còn dùng đại lượng môduyn đàn hồi của chất lỏng 1 E = ( N / m2 ) 
4. Sức căng mặt ngoài 5. Tính nhớt: là tính cản trở chuyển động của chất lỏng Thí nghiệm của Newton (1) S (2) 𝑢 𝑓 = 𝜇𝑆 ℎ
Các giả thiết về tính nhớt của Newton ( thí nghiệm Newton) - Khi chuyển động chất lỏng chảy thành lớp rất mỏng với các vận tốc khác nhau do đó trượt lên 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
µ: hệ số chỉ phụ thuộc vào chất lỏng giữa 2 tấm, nó đặc trưng cho tính nhớt và được gọi là hệ số nhớt động lực hoặc độ nhớt động lực của chất lỏng (N.s/m2 ) Dạng tổng quát: 𝑇 = න  𝑑𝑆 𝑠 𝑑𝑢 Ứng suất tiếp:  = 𝜇 𝑑𝑦 𝜇 Hệ số nhớt động học = ρ
6. 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 ) V  Trọng lượng P = M .g ( N )  Trọng lượng riêng (): là trọng lượng một đơn vị thể tích chất lỏng cùng loại P  = =  .g ( N / m ) 3 V
 Lực mặt: là loại lực tác dụng lên bề mặt của phân tố chất lỏng, tỷ lệ với diện tích mặt tiếp xúc Lực khối: là lực tác dụng vào mỗi phân tố chất lỏng và tỷ lệ với khối lượng của phân tố chất lỏng ( vd: trọng lực)
Khối lượng: M (kg) Thời gian: t (h, ph,s) Chiều dài: L (m) Nhiệt độ: To (oC , oK) Lực F hoặc P (N); 1KG = 9,81 N Áp suất: p (at, N/m2, KG/m2) 1at = 98100 N/m2 = 9,81 N/cm2 = 1KG/cm2 1at = 10m H20 ; 1Pa = 1 N/m2; 1bar = 105 N/m2 Công: A (J) 1J = 1N.m = 1kgm2s-2 Công suất: N (w) 1w= 1J/s = 1 kgm2s-3 mã lực 1ml = 75 KGm/s