Bài giảng Thủy lực - Chương 2: Thủy tĩnh học

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thủy lực - Chương 2: Thủy tĩnh học. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung về: áp suất, áp lực thủy tĩnh, tính chất của áp suất thủy tĩnh; phương trình vi phân cân bằng ơle - điều kiện cân bằng; sự cân bằng của chất lỏng trong trường trọng lực; phương trình cơ bản thủy tĩnh;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thủy lực - Chương 2: Thủy tĩnh học

CHƯƠNG II. THỦY TĨNH HỌC 2.1. ÁP SUẤT, ÁP LỰC THỦY TĨNH, TÍNH CHẤT CỦA ÁP SUẤT THỦY TĨNH 2.1.1. Áp suất và áp lực thủy tĩnh ur ur P Áp suất thủy tĩnh tại một điểm. p = lim ω 0ω Vậy áp suất thủy tĩnh tại một điểm là ứng suất của lực mặt. Đơn vị của áp suất thủy tĩnh là N/m2, Pascal (1Pa = 1N/m2), atmôtphe (1at = 98100 N/m2), 1at tương đương với 736mm cột thủy ngân (Hg) hay 10m cột nước. Lực tác động lên diện tích được gọi là áp lực P (N, KN, T) 2.1.2. Tính chất của áp suất thủy tĩnh
2.2. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CÂN BẰNG ƠLE ĐK CB 2.2.1. Thiết lập phương trình Dưới tác dụng của các lực khối và lực mặt, chất lỏng cân bằng. Gọi X, Y, Z là thành phần hình chiếu của các lực khối đơn vị lên một đơn vị khối lượng chất lỏng. Các thành phần hình chiếu của các lực khối lên các trục x, y, z lần lượt là: Hình chiếu của lực mặt tác động lên các mặt ABCD và A’B’C’D’ của khối chất lỏng xét theo phương trục x là:
2.2.2. Điều kiện cân bằng: Lực khối thỏa mãn điều kiện công thức trên gọi là lực khối có thế. U được gọi là hàm thế. Như vậy ta có thể rút ra điều kiện cân bằng: Khối chất lỏng không nén ở trạng thái cân bằng khi lực khối là lực có thế. 2.2.3 Mặt đẳng áp, mặt đẳng thế: Khi chất lỏng ở trạng thái cân bằng thì mặt đẳng áp đồng thời cũng là mặt đẳng thế.
2.3. SỰ CÂN BẲNG CỦA CHẤT LỎNG TRONG TRƯỜNG TRỌNG LỰC; PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN THỦY TĨNH 2.3.1. Phương trình cơ bản thuỷ tĩnh dạng 1 Giá trị Hình học Năng lượng Ý nghĩa phương trình z Độ cao vị trí Vị năng đơn vị p Độ cao áp suất Áp năng đơn vị
2.3.2. Phương trình cơ bản dạng 2 (hệ quả dạng 1)
2.3.3. Phân loại áp suất Loại áp suất Công thức Công cụ đo Tuyệt đối Dư Áp kế pt > pa Chân không Chân không kế pt
2.3.4. BIỂU ĐỒ ÁP SUẤT ĐỒ ÁP LỰC
2.4 Định luật hai bình thông nhau; Định luật Pascal 2.4.1 Định luật hai bình thông nhau: h1 h1 1 h2 2 2 h2 1 2.4.2 Định luật Pascal: pA = po + p+ h 2.4.3 Bài tập:
Bài 1 Xác định cao trình mực thủy ngân tại A nếu áp suất chỉ trong các áp kế là: p1=0.9at, p2=1.84at, tỉ trọng dầu d=0.8, tỉ trọng thủy ngân Hg=13.6. Các cao trình khác chỉ trên hình vẽ. Bài 2 A X¸c ®Þnh ¸p suÊt tuyÖt ®èi p0 vµ chiÒu cao mùc níc h1 trong èng 1 , nÕu sè ®äc cña ¸p kÕ thuû ng©n ( Hg = 13,6 ) h2 = 0,20 m , h3 = 0,9 m.
Bài 3 Bài 4 Xác định độ chênh áp suất Xác định áp suất dư giữa điểm A và B nếu h1 = 40 (cm), h2 =100 (cm), h3 = 80 (cm),
Bài 5 X¸c ®Þnh ¸p suÊt d t¹i ®iÓm A cña mét èng dÉn níc nÕu ®é cao cét thuû ng©n trong èng ®o ¸p h2 =25 cm, t©m èng ®Æt thÊp h¬n mÆt ph©n chia gi÷a mÆt níc vµ thuû ng©n mét ®o¹n h1 =40 cm. h2 h Hg h1 A
2.5. ÁP LỰC CHẤT LỎNG LÊN THÀNH PHẲNG Áp lực lên thành phẳng là tổng hợp của các lực song song và cùng chiề 2.5.1 Xác định độ lớn của áp lực P :
2.5.2. Xác định điểm đặt của áp lực Xét trường hợp áp suất trên mặt thoáng p0 = pa và tính áp lực P = Pd Định lý Vanrinhông: “Mômen của hợp lực đối với một trục bằng tổng mômen của các lực thành phần đối với trục đó”
Jc một số hình: Hình tròn đường kính d: Jc= pd4/64 Hình chữ nhật: Jc = b.h3/12 Hình tam giác: Jc = a.h3/36 Biến đổi tương tự ta suy ra được: Các công thức trên là các công thức giải tích, ta cũng có thể dùng một phương pháp nhanh hơn để xác định áp lực lên thành phẳng trong trường hợp đối xứng và có 1 cạnh đặt song song với mặt thoáng gọi là phương pháp đồ giải bằng cách sử dụng biểu đồ áp suất.
2.5.3 Bài tập Bài 1: Tính áp lực chất lỏng tác dụng lên thành phẳng với sơ đồ: Phương Pháp Giải tích Đồ giải Độ lớn pc =0.5 hhb Sáp suấtb = 0.5 hhb Điểm đặt bh 3 12 2 hD yD 0.5h hD h 0.5hhb 3
Bµi 2 – TÝnh ¸p lùc vµ t©m ¸p lùc cña níc lªn T tÊm ch¾n ph¼ng h×nh ch÷nhËt kÝch thíc Hxb =3.5 2 (m). ChiÒu s©u níc ë thîng lu h1=3,5m, ë h¹ lu h2 =1,2m. TÝnh lùc n©ng ban ®Çu T nÕu tÊm ch¾n nÆng G =6600 N , hÖ sè ma s¸t gi÷a tÊm ch¾n vµ khe trît f =0,4, H h1 h2 Q A Bµi 3 – Mét tÊm ph¼ng ®ång chÊt cã kÝch thíc =OA b =3 1 (m) h , träng lîng G =9000 N, chiÒu s©u níc h =2,5m. TÝnh träng lîng cña ®èi träng Q ®Ó tÊm ë vÞ trÝ c©n 0 b»ng víi =60o.