intTypePromotion=3

Thủy lực và máy thủy lực

Chia sẻ: Nguyen Truong Chinh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:119

1
673
lượt xem
217
download

Thủy lực và máy thủy lực

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thủy lực và máy thuỷ lực là môn khoa học ứng dụng, nghiên cứu các quy luật cân bằng, chuyển động của chất lỏng và ứng dụng các quy luật đó giải quyết các bài toán tính toán thiết kế các công trình liên quan. Đồng thời trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về một số loại máy thuỷ lực thông dụng. Cơ sở lý luận của thủy lực học là vật lý, cơ học lý thuyết, cơ học chất lỏng lý thuyết.. Phương pháp nghiên cứu: Kết hợp chặt chẽ giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thủy lực và máy thủy lực

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THỒNG VẬN TẢI BÀI GIẢNG Môn học: THỦY LỰC VÀ MÁY THỦY LỰC PowerPoint Template Giảng viên: Nguyễn Đăng Phóng Bộ môn Thủy lực Thủy văn Khoa Công trình DT: 0904222171 Website: hydr-uct.net
  2. GIỚI THIỆU MÔN HỌC Tên môn học:  THỦY LỰC VÀ MÁY THUỶ LỰC Mã số:  COT501.2 Số tín chỉ học phần:  2 Phân bổ số giờ học của học phần: Lý thuyết  : 21.  Thí nghiệm: 9. Thảo luận : 18 Chương trình đào tạo chuyên ngành: Các lớp thuộc  khoa Cơ khí Thủy lực và Máy thủy lực 2
  3. NỘI DUNG MÔN HỌC Thủy  lực  và  máy  thuỷ  lực  là  môn  khoa  học  ứng  dụng, nghiên cứu các quy luật cân bằng, chuyển động của  chất  lỏng  và  ứng  dụng  các  quy  luật  đó  giải quyết  các bài  toán tính toán thiết kế các công trình liên quan.  Đồng  thời  trang  bị  cho  sinh  viên  các  kiến  thức  cơ  bản về một số loại máy thuỷ lực thông dụng. Thủy lực và Máy thủy lực 3
  4. NỘI DUNG MÔN HỌC Chương trình học gồm 2 phần: Phần 1: Thủy lực (gồm 4 chương): Chương 1:  Mở đầu. Chương 2:  Thủy tĩnh học. Chương 3:  Cơ sở động lực học chất lỏng  và các phương trình. Chương 4:  Tổn thất năng lượng  ­ Sức cản thủy lực. Phần 2: Máy thủy lực (gồm 2 chương): Chương 1:  Khái niệm máy thủy lực. Chương 2:  Máy bơm Thủy lực và Máy thủy lực 4
  5. PHẦN I: THỦY LỰC CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC      Thủy lực và máy thuỷ lực là môn khoa học  ứng dụng,  nghiên  cứu  các  quy  luật  cân  bằng,  chuyển  động  của  chất  lỏng và ứng dụng các quy luật đó giải quyết các bài toán tính  toán thiết kế các công trình liên quan.  Đồng thời trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản  về một số loại máy thuỷ lực thông dụng. Cơ sở lý luận của thủy lực học là vật lý, cơ học lý   thuyết, cơ học chất lỏng lý thuyết.. ­Phương  pháp  nghiên  cứu:  Kết  hợp  chặt  chẽ  giữa   phương pháp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm. Thủy lực và Máy thủy lực 5
  6. CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.2. MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CHẤT  LỎNG 1. Tính liên tục 2. Tính có khối lượng và trọng lượng. Khối lượng riêng: ∆M ρtb = ∆V γ = ρ .g Trọng lượng riêng:  Đối với nước ở nhiệt độ 40C và áp suất 1 atm: ρ  = 1000 kg/m3. γ  = 9810 N/m3. δ  = ρ/ρ Ν = γ /γ Ν Tỷ trọng, tỷ khối:  Thủy lực và Máy thủy lực 6
  7. 3. Tính thay đổi thể tích do thay đổi nhiệt độ hay áp suất. a) Do thay đổi áp suất: 1 ∆V βp = − V ∆p βp ­ hệ số co thể tích do thay đổi áp suất Khi p = 1÷ 500 at và t = 0 ÷ 200C thì: βp = 5.10­5 (cm2/KG) b) Do thay đổi nhiệt độ: 1 ∆V βt = V ∆t Với điều kiện áp suất bình thường, đối với nước:  t =  4÷ 100C: βt = 14.10­5(1/t0)   t =10÷ 200C: βt = 15.10­5(1/t0). Tùy theo β chất lỏng được chia thành chất lỏng chịu nén và  không chịu nén: β = 0 (ρ = const): chất lỏng không chịu nén. β ≠ 0 (ρ ≠ const): chất lỏng chịu nén. Thủy lực và Máy thủy lực 7
  8. 4. Tính nhớt của chất lỏng  Thể hiện sức dính phần tử giữa các phần tử chất lỏng hay giữa  chất lỏng với chất rắn. Sự làm nảy sinh ra  ứng suất tiếp, giữa các lớp  chất lỏng chuyển  động với nhau gọi là tính nhớt. Theo Niutơn  ứng suất  tiếp  sinh  ra  khi  có  sự  chuyển  động  tương  đối  giữa  các  lớp  chất  lỏng  chuyển động với nhau du τ= µ dn µ: Hệ số nhớt (độ nhớt)     N.s/m2 hoặc Poazơ (P), 1P = 0.1Ns/m2 Ngoài hệ số nhớt động lực  còn dùng hệ số nhớt động học ν = µ/ρ  (m2/s, Stốc St) 1St=1cm2/s µ ≠0: Chất lòng thực µ = 0 và ρ =const: Chất lỏng lý tưởng Thủy lực và Máy thủy lực 8
  9. 1.3. LỰC TÁC DỤNG VÀ ỨNG SUẤT Lực khối:  Là lọai lực thể tích tác  động lên tất cả các phần tử chất  lỏng nằm trong khối chất lỏng mà ta xét. Lực mặt: Là ngoại lực tác dụng lên bề mặt của thể tích chất lỏng ta  xét hoặc tác dụng lên bề mặt nằm trong khối chất lỏng ta xét. Ứng suất:  dưới tác  động của lực tác dụng tạo ra  ứng suất tại các  điểm trong chất lỏng gồm  ứng suất pháp và  ứng suất tiếp  được thể  hiện bằng tenxo ứng suất: σx τxy τxz τyx σy τyz τzx τzy σz Thủy lực và Máy thủy lực 9
  10. CHƯƠNG II. THỦY TĨNH HỌC 2.1. ÁP SUẤT VÀ ÁP LỰC THỦY TĨNH 1. Áp suất và áp lực thr y tĩnh ủ u u r P p = lim ω 0ω P ­ áp lực p ­ áp suất thủy tĩnh 2. Tính chất của áp suất thủy tĩnh Áp suất thủy tĩnh có hai tính chất sau: Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với diện  tích chịu lực và hướng vào diện tích ấy. Áp suất thủy tĩnh tại mọi điểm bất kì trong chất  lỏng bằng nhau theo mọi phương. Thủy lực và Máy thủy lực 10
  11. 2.2. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CÂN BẰNG ƠLE z dz p dx pdx M p- p+ x2 x2 dy x dx y Thủy lực và Máy thủy lực 11
  12. 1. Thiết lập phương trình Gọi  p ­ áp suất thủy tĩnh. F(Fx,Fy,Fz) ­ lực khối đơn vị. Cân bằng lực tác dụng lên khối chất lỏng theo các phương ta  được phương trình vi phân cân bằng Ơle tĩnh:  1 ∂p Fx − ρ ∂x = 0   1 ∂p Fy − =0 ( 2 −1) ρ ∂y   1 ∂p Fz − =0  ρ ∂z  Thủy lực và Máy thủy lực 12
  13. 2. Điều kiện cân bằng: Nhân những phương trình trong hệ (2­1) riêng biệt với dx, dy,  dz rồi cộng vế với vế ta có: 1  ∂p ∂p  ∂p ( Fx dx + Fy dy + Fz dz) −  dx + dy + dz  = 0 ρ  ∂x ∂z  ∂y    ∂p ∂p  ∂p  dx + dy + dz  = dp  ∂x ∂z  ∂y   dp Hay : (Fx dx + Fy dy + Fz dz) − = 0 ( 2 − 2) ρ Nhận xét: Vế phải của phương trình (2­2) là vi phân toàn phần  của  hàm  p.  Như  vậy,  phương  trình  chỉ  có  nghĩa  nếu  vế  trái  của  nó  cũng phải là vi phân toàn phần của hàm số nào đó. Thủy lực và Máy thủy lực 13
  14. (Fx dx + Fy dy + Fz dz) = d (− U) (2 − 3) Vay Lực khối thỏa mãn phương trình (2­3) gọi là lực khối có thế. Khi đó: dp dU + =0 ( 2 − 4) ρ 3. Mặt đẳng áp, mặt đẳng thế: Mặt  đẳng  áp là mặt mà mọi  điểm trên đó có áp suất giữ giá trị   không đổi (p=const). Mặt  đẳng thế là mặt mà mọi  điểm trên  đó hàm thế giữ giá trị   không đổi (U=const). Như vậy từ phương trình (2­4) có thể nhận thấy khi chất lỏng ở  trạng  thái  cân  bằng  thì  mặt  đẳng  áp  đồng  thời  cũng  là  mặt  đẳng  thế. Thủy lực và Máy thủy lực 14
  15. 2.3. CÂN BẰNG TRONG TRƯỜNG TRỌNG LỰC. 1. Phương trình cơ bản thủy tĩnh. z po zo h M z x g y Xét lực khối là trọng lực tác động lên khối chất lỏng khi đó: Fx = Fy = 0,  Fz = ­g Thay các lực khối đơn vị vào phương trình Ơle tĩnh trên ta có: Thủy lực và Máy thủy lực 15
  16. p z+ =C (3 − 1) γ (3­1) gọi là phương trình cơ bản thủy tĩnh dạng 1 hay quy luật phân bố  ASTT. Thay z = zo, p = po vào (3­1), sau khi biến đổi ta được: p = po + γ(zo - z) = po + γh (3-2) (3­2) gọi là phương trình cơ bản thủy tĩnh dạng 2 là phương trình đi  tính áp suất tại một điểm. trong đó p0: áp suất tại mặt phân chia chất lỏng.  h: độ sâu từ mặt phân chia chất lỏng đến điểm cần tính áp suất.  Thủy lực và Máy thủy lực 16
  17. 2. Mặt đẳng áp: Thay p = const vào (3­1), ta được: z = C1  (3­3) (3­3) là phương trình mặt đẳng áp.  3. Phân loại áp suất Áp suất tuyệt đối:  ptđ = p0 + γh Áp suất dư:  Khi ptđ > pa thì:   pd = ptđ ­ pa > 0 (pa = 1atm là áp suất khí trời ở điều kiện bình thường) Khi p0 = pa thì  pd = γh Áp suất chân không: pck = pa ­ ptđ > 0 Khi ptđ 
  18. 4. Ý nghĩa:  Về mặt hình học z:  Độ cao vị trí p/γ :  Độ cao áp suất Kết luận: Tổng độ cao vị trí và độ cao áp suất là không thay đổi   Về mặt năng lượng z:  Vị năng đơn vị  p/γ: Áp năng đơn vị Kết luận: Tổng vị năng đơn vị và áp năng đơn vị là không thay đổi. Thủy lực và Máy thủy lực 18
  19. 5. BIỂU ĐỒ ÁP SUẤT ­ ĐỒ ÁP LỰC Từ công thức (3­2) biểu diễn sự thay  đổi  áp suất trên một diện tích  ta sẽ  được biểu  đồ phân bố  áp suất. Nếu biểu diễn  độ cao  áp suất  thì ta được biều đồ phân bố áp lực. Biểu đồ phân bố áp suất.  Biều đồ phân bố áp lực. Thủy lực và Máy thủy lực 19
  20. P1 P2 po po + p' 6. Định luật Pascal. p1 = p0 + γh p2 = (p0 +p') + γh Hay  p2 ­ p1 = p' Áp suất do ngoại lực tác động trên bề mặt chất lỏng được  truyền đi nguyên vẹn tới mọi điểm trong chất lỏng. Thủy lực và Máy thủy lực 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản