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

Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 2: Thủy tĩnh học (TS. Mai Quang Huy)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST
Báo xấu
37
lượt xem 9
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 2: Thủy tĩnh học. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung về: áp suất và sự biến thiên áp suất trong chất lỏng; áp lực lên các bề mặt hữu hạn (mặt phẳng và cong);... 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 đại cương - Chương 2: Thủy tĩnh học (TS. Mai Quang Huy)

  1. Chương 2: THỦY TĨNH HỌC TS. MAI Quang Huy Bộ môn Thủy lực – Thủy văn, Khoa Công trình Email: huytltv@gmail.com Hà nội 2013
  2. MỤC ĐÍCH Thủy tĩnh học nghiên cứu 02 vấn đề: 1. Áp suất và sự biến thiên áp suất trong chất lỏng; 2. Áp lực lên các bề mặt hữu hạn (mặt phẳng và cong); Chú ý: Trong chương này chỉ nghiên cứu chất lỏng ở trạng thái cân bằng, tĩnh => Không có sự chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng => không có tác động của tính nhớt => do đó quy luật trong chương này đúng cho cả chất lỏng thực và chất lỏng lý tưởng.
  3. 1. KHÁI NIỆM ÁP SUẤT THỦY TĨNH – ÁP LỰC ● Khối chất lỏng W đang cân bằng. ● Giả sử cắt bỏ phần trên, ta phải tác dụng vào mặt cắt đó bằng một hệ lực tương đương thì phần dưới mới cân bằng như cũ. ● P là lực do phần trên tác dụng diện tich w; ● Lấy một diện tích dw quanh điểm M, gọi P là lực của phần trên tác dụng lên w.
  4. 1. KHÁI NIỆM ÁP SUẤT THỦY TĨNH – ÁP LỰC  Ta có các khái niệm sau: ▪ P: là áp lực thuỷ tĩnh (hoặc tổng áp lực) tác dụng lên diện tích w (N, KN...); ▪ Tỷ số : P/w = ptb : là áp suất thủy tĩnh trung bình trên diện tích w; P ▪ lim w0 w áp suất thủy tĩnh tại 1 điểm (hay còn gọi là áp suất thủy tĩnh). ▪ Đơn vị của áp suất: N/m2; + Trong kỹ thuật, áp suất còn đo bằng atmosphere: 1at =9,81.104 N/m2=1KG/cm2 + Trong thuỷ lực, áp suất còn đo bằng chiều cao cột chất lỏng: 1at =10m H2O
  5. 2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA ÁP SUẤT THỦY TĨNH  Tính chất 1 (phương và chiều): Ap suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với diện tích chịu lực và hướng vào diện tích ấy. Chứng minh SGK (Tr.31)  Tính chất 2 (trị số): Không phụ thuộc vào hướng đặt của diện tích chịu lực.. Ap suất thuỷ tĩnh chỉ phụ thuộc vào vị trí của điểm I nghĩa là p = f (x, y, z). Chứng minh: SGK (Tr.32)
  6. 2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA ÁP SUẤT THỦY TĨNH Ví dụ Xác định phương, chiều của áp suất thủy tĩnh tại điểm A trong hình vẽ sau đây: + Hướng của lực: p ^ mÆt 1 : H­íng vµo A 1 p 2A ^ mÆt  2  : H­íng vµo + Trị số: p p A 1 A 2
  7. 3. PT VPCB CỦA CL CÂN BẰNG (PT EULER TĨNH) ▪ Xét một khối hình hộp chất lỏng vô cùng bé đứng cân bằng có các cạnh x, y, z. Tâm M(x, y, z) chịu tác động áp suất p(x, y, z) ▪ Điều kiện cân bằng: Tổng hình chiếu lên các trục của lực mặt và lực thể tích tác dụng lên khối phải bằng không ▪ Gọi F là lực khối đơn vị; Fx, Fy, Fz là hình chiếu của F lên 3 trục ox, oy, oz; p x ▪ Áp suất tại tâm mặt trái: p  . x 2 ▪ Áp suất tại tâm mặt phải: p  p . x x 2
  8. 3. PT VPCB CỦA CL CÂN BẰNG (PT EULER TĨNH) ▪ Xét cân bằng theo phương ox: p x p x ( p  . ).y.z  ( p  . )y.z   .Fx .x.y.z  0 x 2 x 2 p x   .2. .y.z   .Fx .x.y.z  0 x 2 p     .Fx  0 x 1 p Hay : Fx  .  0  x
  9. 3. PT VPCB CỦA CL CÂN BẰNG (PT EULER TĨNH) ▪ Xét cân bằng theo phương ox: p x p x ( p  . ).y.z  ( p  . )y.z   .Fx .x.y.z  0 x 2 x 2 p x   .2. .y.z   .Fx .x.y.z  0 x 2 p     .Fx  0 x 1 p Hay : Fx  .  0  x
  10. 3. PT VPCB CỦA CL CÂN BẰNG (PT EULER TĨNH) ▪ Làm tương tự cho phương oy, oz:  1 p  Fx   . x  0 (2.1a )  Đây là hệ phương trình  1 p  Fy  .  0 (2.1b) vi phân cơ bản của chất   y lỏng đứng cân bằng hay  1 p hệ phương trình Euler  Fz  .  0 (2.1c)   z  1 Hay : F  gradp  0 (2.2) 
  11. 3. SỰ CÂN BẰNG CỦA CL TRONG MT TRỌNG LỰC ▪ Trong môi trường trong lực, các thành phần của lực khối đơn vị: Fx = 0; Fy = 0; Fz = - g (2.2) (2.3) PT (2.2) và (2.3) là hai dạng của phương trình thủy tĩnh Từ (2.3) ta thấy : Ứng với một giá trị h ta có một giá trị p, tức áp suất tại những điểm cùng nằm trên mặt phẳng vuông góc với z sẽ bằng nhau hay chúng đều nằm trên mặt đẳng áp.
  12. 3. SỰ CÂN BẰNG CỦA CL TRONG MT TRỌNG LỰC Tính chất của mặt đẳng áp - Mặt đẳng áp là mặt có áp suất bằng nhau. - Mặt đẳng áp của chất lỏng trọng lực là những mặt song song và thẳng góc với trục oz. Nói cách khác chúng là những mặt phẳng nằm ngang.  Nhận xét: - Những điểm cùng độ sâu thì áp suất sẽ bằng nhau đối với cùng một loại chất lỏng. - Những điểm ở sâu hơn thì áp suất thuỷ tĩnh sẽ lớn hơn và ngược lại.
  13. 3. SỰ CÂN BẰNG CỦA CL TRONG MT TRỌNG LỰC Ví dụ 1 - Trong hình vẽ sau ba điểm A, B, C có cùng độ sâu h cùng áp suất mặt thoáng như nhau thuộc ba hình thì có áp suất bằng nhau (trong trường hợp lộ ra khí trời áp suất mặt thoáng p0 bằng pa = 98100N/m2 - áp suất khí trời)
  14. 3. SỰ CÂN BẰNG CỦA CL TRONG MT TRỌNG LỰC Ví dụ 2 Tìm áp suất tại một điểm ở đáy bể đựng nước sâu 4m. Biết trọng lượng đơn vị của nước  = 9810N/m3, áp suất tại mặt thoáng p0 = pa = 98100N/m2. Giải: Áp suất tại điểm ở đáy bể có chiều sâu 4m là: p = p0 + h = 98100 + 9810x4 = 137340N/m2
  15. 3. SỰ CÂN BẰNG CỦA CL TRONG MT TRỌNG LỰC Định luật bình thông nhau và ứng dụng: SGK (Tr.39) Định luật Pascal : SGK (Tr.40)
  16. 4. CÁC LOẠI ÁP SUẤT a. Áp suất tuyệt đối ptuyệt : Người ta gọi áp suất tuyệt đối hoặc áp suất toàn phần là áp suất p xác định bởi công thức cơ bản: p = p0+ h = pt b. Áp suất tương đối (áp suất dư): pdư Nếu từ áp suất tuyệt đối ptuyệt ta bớt đi áp suất khí quyển thì hiệu số đó gọi là áp suất dư pdư hay áp suất tương đối: pd = pt - pa c. Áp suất chân không: pck Trong trường hợp áp suất dư âm thì hiệu số của áp suất khí quyển và áp suất tuyệt đối gọi là áp suất chân không. pck = pa- pt = - pd
  17. 4. CÁC LOẠI ÁP SUẤT  Một số nhận xét: - Nói đến áp suất chân không có nghĩa là áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất không khí, chứ không có nghĩa là không còn phần tử chất khí nào ở đó. - Khi po = pa thì pdư = h Trong kỹ thuật qui ước: pa = 98100N/m2 = 1 at  Biểu diễn áp suất bằng cột chất lỏng - Áp suất tại một điểm có thể đo bằng chiều cao cột chất lỏng (nước, thuỷ ngân, rượu...) kể từ điểm đang xét đến mặt thoáng chất lỏng đó. - Ta có thể biểu diễn áp suất bằng cột chất lỏng như sau:
  18. 4. CÁC LOẠI ÁP SUẤT  Một số nhận xét: - Nói đến áp suất chân không có nghĩa là áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất không khí, chứ không có nghĩa là không còn phần tử chất khí nào ở đó. - Khi po = pa thì pdư = h Trong kỹ thuật qui ước: pa = 98100N/m2 = 1 at  Biểu diễn áp suất bằng cột chất lỏng - Áp suất tại một điểm có thể đo bằng chiều cao cột chất lỏng (nước, thuỷ ngân, rượu...) kể từ điểm đang xét đến mặt thoáng chất lỏng đó.
  19. 4. CÁC LOẠI ÁP SUẤT - Ta có thể biểu diễn áp suất bằng cột chất lỏng như sau: pt biểu thị bằng ht = pt/ pd biểu thị bằng hd = pd/ pck biểu thị bằng hck = pck/
  20. 4. CÁC LOẠI ÁP SUẤT Ví dụ: Xác định áp suất tại mặt thoáng p0, áp suất tuyệt đối và áp suất dư thuỷ tĩnh tại A của bình đựng nước như hình vẽ. Giải: Ống đo áp hở ra khí trời, đó là ống đo áp suất dư. Chênh lệch 1m là do chênh lệch giữa áp suất mặt thoáng p0 với áp suất khí trời - p0 = pa + h = 98100 + 9810.1 = 109710 (N/m2) - ptA = pa + h = 98100 + 9810.3 = 127530 (N/m2) - pdA = ptA - pa = 127530-98100 = 29430 (N/m2)
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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