CƠ LƯU CHẤT ÔN TẬP KIẾN THỨC CÙNG CEAC
Trang 1
TÀI LIỆU ÔN TẬP CƠ LƯU CHẤT
Tài liệu được tổng hợp bới CEAC – CLB Học thuật Xây dựng Bách Khoa
có sử dụng các bài tập trên BKel, giáo trình, bài giảng và giải tham khảo
của quý Giảng viêm ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM
Cảm ơn CLB Chúng ta cùng tiến đã đồng hành cùng CEAC hoàn thành bộ tài liệu này
Chúng em xin cám ơn trân trọng cảm ơn quý Thầy cô đã chia sẽ và hướng dẫn tận tình cho
chúng em
CƠ LƯU CHẤT ÔN TẬP KIẾN THỨC CÙNG CEAC
Trang 2
Chương 4: ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT
4.1 Lý thuyết
• Cho lưu chất lý tưởng
( )
0=
:
22
1 1 2 2
1 1 2 2
P V P V
zz
2g 2g
+ + = + +

• Cho lưu chất thực
( )
0
:
( )
22
1 1 2 2
1 1 2 2 f 1 2
P V P V
z z h
2g 2g −
+ + = + + +

• Cho lưu chất thực có thiết bị thủy lực:
( )
22
1 1 2 2
1 1 2 2 12
22
BT
f
P V P V
z H z H h
gg


−
+ + + = + + + +
Với:
P
z+
: là thế năng đơn vị trọng lượng lưu chất (m). Bao gồm z là vị năng đơn vị (m) và
𝑝
𝛾 là áp năng
đơn vị (m)
2
v
2g
: là động năng đơn vị trong lượng lưu chất (m)
: là tổn thất năng lượng của dòng chảy khi đi từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2
B
H
: là năng lượng của máy bơm cung cấp cho đơn vị trọng lượng lưu chất (m)
• Công suất hữu ích của máy bơm:
BB
N QH=
(W)
• Công suất trên trục máy bơm:
B
B
QH
N
=
với η là hiệu suất máy bơm (≤ 1)
T
H
: là năng lượng tuabin lấy đi từ đơn vị trọng lượng lưu chất (m)
• Công suất của tuabin:
TT
N QH=
(W)
• Công suất trên trục tua bin:
TT
N QH=
với η là hiệu suất tua bin (≤ 1)
CƠ LƯU CHẤT ÔN TẬP KIẾN THỨC CÙNG CEAC
Trang 3
Điều kiện áp dụng phương trình năng lượng:
• Lưu chất chuyển động ổn định
• Lưu chất chỉ bị ảnh hưởng bởi trường trọng lực
• Dòng chảy không trao đổi nhiệt
• Tại mặt cắt 1-1 và 2-2, đường dòng thẳng song song và biến đổi chậm
• Lưu chất không nén được
• Lưu lượng qua mặt cắt 1-1 và 2-2 bằng nhau
• Đoạn dòng chảy giữa 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 không có nhập lưu và tách lưu
4.1.2 Phương trình biến thiên động lượng
• Xét lưu chất chuyển động ổn định, không nén được, đi vào mặt cắt 1-1 và ra mặt cắt 2-2:
( )
ngoailuc 2 2 1 1
F Q V V= −
= Động năng ra – Động năng vào
• Đối với dòng chảy có nhiều mặt cắt vào và nhiều mặt cắt ra:
ngoailuc
F=
Động năng ra – Động năng vào
Phân tích ngoại lực thường bao gồm:
+ Trọng lực G
+ Lực ma sát Fms giữa chất lỏng và thành rắn
+ Phản lực vuông góc của thành rắn tác dụng lên dòng chảy
+ Áp lực Pi tác dụng vào mặt cắt mà dòng chảy ra vào (tính như áp lực thủy tĩnh)
** Lưu ý: thông thường lực ma sát Fms và phản lực vuông góc được gom chung thành lực R thành
rắn tác dụng lên dòng chảy
Còn trọng lượng G có giá trị nhỏ nên thường bỏ qua, hoặc bị triệt tiêu với phản lực của đáy kênh
(dành cho bài toán dòng chảy qua cửa kênh, cống)
** Bài tập áp dụng:
+ Bài toán xác định lực tác dụng lên vòi, ống nước: bao gồm ống thẳng, ống cong (α =90° hoặc α
khác 90°)
Fanpage:
.
Diễn đàn:
.
CƠ LƯU CHẤT ÔN TẬP KIẾN THỨC CÙNG CEAC
Trang 4
+ Bài toán xác định lực tác dụng lên đập tràn, cửa cống, cửa kênh
+ Chuyển động của tia nước chạm thành phẳng: chuyển động tuyệt đối và tương đối
4.2 Bài tập
CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG
DẠNG 1: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH QUA LỖ THÀNH MỎNG
Dòng chảy từ bể chảy qua lỗ tháo có diện tích A. Chiều cao cột chất lỏng là H tính từ tâm lỗ là
không đổi. Xác định vận tốc và lưu lượng chất lỏng chảy qua lỗ tháo.
Giải:
Chọn mặt cắt 0-0 và c-c như trong hình vẽ
Ta có phương trình năng lượng cho đoạn dòng giữa hai mặt cắt 0-0 và c-c, mặt chuẩn qua tâm A
của lỗ:
2
2
11
122
cc
cf
pV
pV
z z h
gg

+ + = + + +
(Xem
11
c

==
)
Và
10V
,
10
c
pp==
, Suy ra vận tốc chảy ra khỏi lỗ tháo:
c 1 c f f V
V 2g(z z h ) 2g(H h ) C 2gH= − − = − =
V
C
<
1
do mất năng sinh ra khi đi qua lỗ hẹp, gọi là hệ số lưu tốc
Lưu lượng:
c c v c d
Q V A C C A 2gH C A 2gH= = =
Với
c
C
<
1
do dòng chảy bị co hẹp khi ra khỏi lỗ tháo, gọi là hệ số co hẹp
A
H
0
0
c
c
Fanpage:
.
Diễn đàn:
.
CƠ LƯU CHẤT ÔN TẬP KIẾN THỨC CÙNG CEAC
Trang 5
d v c
C C C=
: hệ số lưu lượng
Ví dụ 1: Một lỗ thành mỏng được lắp vào bên trong của một bể chứa nước kín khí ở trên, đựng
nước đến cao trình H so với trục lỗ. Mực nước trong ống đo áp lên đến cao độ là H1 so với mặt
nước trong bể. Đường kính lỗ thành mỏng là d. Hệ số co hẹp là Cc; hệ số lưu tốc là Cv.
Cho H=4m; H1=4m; d=6 cm; Cc=0,64; Cv=0,97. Lưu lượng chảy ra khỏi lỗ là?
( Lưu ý: Lưu lượng của lỗ Q=CcCvQLT trong đó QLT là lưu lượng tính với giả thiết bỏ qua tổn thất
năng lượng và không có co hẹp dòng chảy)
Giải:
Áp dụng phương trình năng lượng Bernoulli cho thể tích ướt giữa mặt cắt 1-1 và c-c ta có:
2
2cc
11
1c
PV
PV
ZZ
2g 2g
+ + = + +

2
c
1
V
H H 0 0 0 2g
+ + = + +
c1
V 2g(H H ) = +
23
LT c c 1
d
Q V A 2g(H H ). . 0,0354(m / s)
4
= = +
c v LT
Q C .C .Q 22(l / s)==
A
H
c
c
o
P
1
H
1
1
Fanpage:
.
Diễn đàn:
https://www.facebook.com/groups/thogiaichuyennghiep