Phần 1 của giáo trình Truyền động thủy lực và khí nén cung cấp cho học viên những nội dung cơ bản về thủy lực; thủy tĩnh học; thủy động lực học; định luật Pascal và ứng dụng; định luật Acsimét; phương trình Becnuli và ứng dụng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Lê Quý Chiến (Chủ biên) TS Bùi Thanh Nhu GIÁO TRÌNH TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC & KHÍ NÉN DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2016 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Truyền động thuỷ lực khí nén TS Lê Quý Chiến (Chủ biên), TS Bùi Thanh Nhu tập thể giảng viên môn Máy thiết bị biên soạn, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên Đại học hệ quy, ngành Cơng nghệ kỹ thuật điện, điện tử chuyên ngành CN Cơ điện mỏ, CN kỹ thuật điện tử, Công nghệ kỹ thuật điện làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành khác trường Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh Giáo trình gồm chương, trình bày lý thuyết thuỷ lực học truyền động thuỷ lực - khí nén Chương Kiến thức thủy lực; Chương Truyền động thủy lực; Chương Truyền động khí nén Để củng cố kiến thức cho sinh viên, sau chương có số tập tiêu biểu giải mẫu số tập cho sinh viên tự giải để nâng cao kĩ tính tốn thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén Ở cuối giáo trình có đưa bảng đơn vị thường dùng thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén, bảng tra cứu, đồ thị thuỷ lực để sinh viên tham khảo học tập, đồng thời sử dụng tính tốn thiết kế lắp đặt Các tác giả vui mừng chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo khoa Cơ khí – Động lực, phòng khoa nghiệp vụ bạn đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ động viên để hoàn thành tốt sách Trong trình biên soạn, tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình mơn học phê duyệt Bộ giáo dục Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học nhiều năm, đồng thời có ý đến đặc thù đào tạo ngành Cơng nghệ kỹ thuật điện, điện tử khoa nhà trường Do trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên chắn sách không tránh khỏi thiếu sót Rất mong bạn đọc góp ý xây dựng để nâng cao chất lượng giảng Quảng Ninh, tháng 08 năm 2016 Các tác giả Chương KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ THUỶ LỰC 1.1 Thủy tĩnh học 1.1.1 Khái niệm chất lỏng 1.1.1.1 Định nghĩa “Thuỷ lực” Thủy lực môn khoa học ứng dụng nghiên cứu quy luật cân chuyển động chất lỏng biện pháp áp dụng qui luật Phương pháp nghiên cứu môn thủy lực đại kết hợp chặt chẽ phân tích lý luận với phân tích tài liệu thí nghiệm, thực đo, nhằm đạt tới kết cụ thể để giải vấn đề thực tế kỹ thuật Những kết nghiên cứu môn thủy lực có tính chất lý luận nửa lý luận nửa thực nghiệm, hoàn toàn thực nghiệm Cơ sở môn thủy lực học chất lỏng lý thuyết, môn nghiên cứu qui luật cân chuyển động chất lỏng, phương pháp chủ yếu việc nghiên cứu sử dụng cơng cụ tốn học phức tạp Vì vậy, mơn thủy lực cịn gọi mơn học chất lỏng ứng dụng học chất lỏng kỹ thuật Kiến thức khoa học thủy lực cần cho người cán kỹ thuật nhiều ngành sản xuất thường phải giải nhiều vấn đề kỹ thuật có liên quan đến cân chuyển động chất lỏng, đặc biệt cần thiết nước Những ngành thủy lợi, giao thông đường thủy, cầu đường, cấp nước, dầu khí, khai thác mỏ, hàng hải, hàng không, chế tạo máy đến ngành khoa học vũ trụ… cần nhiều áp dụng khoa học thủy lực, thí dụ để giải cơng trình đập, đê, kênh, cống, nhà máy thủy điện, tuốc bin, cơng trình đường thủy, nắn dịng sơng, hệ thống dẫn tháo nước, cấp thoát nước khai thác v.v… 1.1.1.2 Khoa học thủy lực Việt Nam Ở Việt Nam ông cha biết lợi dụng nước để phục vụ nông nghiệp kể từ thời đại đồ đá cũ (30 vạn năm trước), đồ đá (1 vạn năm), đồ đá (5000 năm), đến thời đại đồ đồng (4000 năm - Hùng Vương dựng nước) Từ đầu công nguyên trở (thời kỳ đồ sắt phát đạt) cơng trình thủy lợi tiếp tục phát triển, hệ thống đê điều hình thành dọc sơng lớn đồng Bắc bộ, nhiều kênh ngòi đào thêm nạo vét lại Theo “Cương mục biên” năm 983 thời Lê Hồn, đào sơng từ núi Đồng Cổ (n Định - Thanh Hóa) đến sơng Bà Hịa (Tĩnh Gia- Thanh Hóa), thuyền bè lại tiện lợi Vào đời Lý (thế kỷ XI), nhiều đoạn đê quan trọng dọc theo sơng ngịi lớn vùng đồng đắp, quan trọng đê Cơ xá (đê Sông Hồng, vùng Thăng Long) đắp vào mùa xuân 1168 Một số kênh ngòi, vùng Thanh Hóa, tiếp tục đào khơi sâu thêm Nền nông nghiệp nước ta vùng đồng thường bị ngập lụt hạn hán đe dọa, cơng trình thủy lợi tạo điều kiện quan trọng để phát triển nông nghiệp Sang đời Trần (thế kỷ XIII) cơng việc đắp đê phịng lụt tiến hành hàng năm với quy mô lớn Năm 1248, thời Trần thái Tôn, đắp đê từ đầu nguồn đến bờ biển gọi đê Quai Vạc Hệ thống đê điều dọc sông lớn đồng Bắc Bộ đến thời Trần xây dựng hàng năm tu bổ, vấn đề xây dựng bảo vệ đê điều trở thành chức quan trọng quyền nhiệm vụ toàn dân Đến đời Lê (thế kỷ XV), coi trọng việc tu bổ, kiểm tra đê điều Thời Lê Sơ, khôi phục nhiều công trình, năm 1438 khơi lại kênh Trường An, Thanh Hóa, Nghệ An năm 1445, Nhân Tơng khơi Bình Lỗ (huyện Kim Anh- Vĩnh Phúc) thơng suốt đến Bình Than Năm 1467 đê ngăn nước mặn vùng Nam Sách, Giáp Sơn, Thái Bình bồi đắp lại, ngồi đào nhiều kênh mương để phục vụ nông nghiệp để vận tải tiện lợi Di tích đoạn đê nước mặn đến nay, nhân dân thường gọi “đê Hồng Đức” (niên hiệu Lê Thánh Tơng) Thanh Hóa nhiều sơng đào khai thác từ kỷ XV, đến mang tên “sông nhà Lê” Từ kỷ XVI, chế độ quân chủ chuyên chế hậu gây - cát nội chiến - cản trở phát triển sức sản xuất Tuy nhiên nhân dân không ngừng đấu tranh để bảo vệ làng xóm q hương, bảo vệ sống Sang kỷ XVIII giai cấp phong kiến bước vào giai đoạn khủng hoảng sâu sắc tồn diện, nơng nghiệp đình đốn Đàng ngồi Đàng Dưới triều Nguyễn (thế kỷ XIX) kinh tế nông nghiệp ngày sa sút, triều Nguyễn bất lực việc chăm lo, bảo vệ đê điều cơng trình thủy lợi, nên nạn đê vỡ, lụt lội xảy liên tiếp Riêng đê Sông Hồng Khoái Châu (Hưng Yên) đời Tự Đức bị vỡ “10 năm liền” dân nghèo phải bỏ làng, phiêu bạt xứ sở Tình hình nơng nghiệp buộc nhà Nguyễn phải đề sách khẩn hoang, đầu đời Nguyễn đẩy mạnh triều Minh Mệnh Trong khoảng 18281829, với cương vị danh điền sứ, Nguyễn Cơng Trứ đề sách doanh điền, thực khẩn hoang, theo lối di dân, lập ấp, tạo thành huyện Kim Sơn (Ninh Bình) Tiền Hải (Thái Bình); Ơng lợi dụng địa hình để đắp đê mở mang hệ thống thủy nông cách hợp lý, khoa học Do kết đó, sách doanh điền áp dụng nhiều nơi Nam Kỳ Sang thời kỳ Pháp thuộc, năm đô hộ, thực dân Pháp làm số cơng trình thủy lợi để phục vụ sách bóc lột thuộc địa chúng, khơng có biện pháp hiệu để chống hạn, úng, lụt, xói mịn để đảm bảo sản lượng ruộng đất ổn định đời sống nhân dân an toàn Sau cách mạng tháng năm 1945 thành công, sau kháng chiến chống thực dân Pháp thắng lợi, miền Bắc giải phóng hồn tồn, nghiệp thủy lợi phát triển mạnh mẽ Công tác thủy lợi biện pháp hàng đầu đảm bảo cho việc phát triển nhanh vững nông nghiệp Trong 20 năm qua (1954-1975) xây dựng miền Bắc mạng lưới cơng trình thủy nơng, gồm 60 hệ thống thủy nông loại lớn loại vừa có khả tưới nước cho triệu tiêu cho 1,1 triệu ruộng đất canh tác Công tác củng cố bảo vệ đê, phân lũ, làm chậm lũ…đã bảo vệ sản xuất an tồn cho nhân dân; nhờ đê Sơng Hồng chống lũ lớn năm 1969 vượt mức lũ năm 1945 Nhân dân chiến đấu dũng cảm bảo vệ đê chống lại trận đánh phá đê điều không quân Mỹ năm chiến tranh chống Mỹ cứu nước Cơng trình thủy điện Thác Bà với cơng suất 108.000 kW loạt cơng trình đầu mối lớn sông Đà chuẩn bị xây dựng Đã xây dựng đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thủy lợi có khả thiết kế, thi cơng quản lý cơng trình tương đối lớn hệ thống trường Đại học Viện nghiên cứu, Viện thiết kế phục vụ yêu cầu nghiệp thủy lợi Sau miền Nam hồn tồn giải phóng, cơng tác thủy lợi miền Nam triển khai mạnh mẽ phục vụ yêu cầu phát triển nông nghiệp yêu cầu cải tạo xây dựng kinh tế đạt nhiều thành tích to lớn Về mặt khoa học thủy lực, môn thủy lực giảng dạy thành môn sở kỹ thuật trường kỹ thuật nước ta, hình thành số phịng thí nghiệm thủy lực, nghiên cứu giải số vấn đề thủy lực, vấn đề tính tốn dịng khơng ổn định việc tính lũ, triều, vấn đề thủy lực cơng trình, chuyển động bùn cát, dòng thấm, máy thủy lực v.v… Trong giai đoạn mới, nhiệm vụ khai thác mỏ chỉnh trị dịng sơng, lợi dụng nguồn nước để phục vụ ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải nhu cầu khác to lớn, địi hỏi khoa học thủy lực nước ta phải phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng tiếp thu thành tựu đại giới, vận dụng sáng tạo vào điều kiện nước ta, sâu nghiên cứu vấn đề riêng ta để có đủ khả giải nhiều vấn đề thủy lực phức tạp, tiến lên đuổi kịp trình độ nước tiên tiến, xây dựng khoa học thủy lực tiên tiến nước ta 1.1.1.3 Tính chất vật lý chất lỏng a Các tính chất chung chất lỏng Chất lỏng nghiên cứu loại vật chất có tính chất chung sau đây: + Tính chảy hay tính dễ di động: Chất lỏng di động tác động lực bất kỳ, dù lực nhỏ + Tính liên tục: Chất lỏng xem tập hợp vô số phần tử chiếm đầy miền nghiên cứu + Tính đẳng hướng: Sự biến đổi tính chất vật lý môi trường chất lỏng theo phương Ở trạng thái chất lỏng đứng yên, tồn lực pháp tuyến mà không tồn lực tiếp tuyến b Các tính chất vật lý chất lỏng b1 Tính chất thứ chất lỏng, vật thể có khối lượng Tính chất biểu thị khối lượng đơn vị (hoặc khối lượng riêng) Đối với chất lỏng đồng chất, khối lượng đơn vị tỉ số khối lượng M với thể tích W khối lượng chất lỏng, tức là: = Đơn vị kg/m3 M W (1-1) Ns kGs Theo hệ MKS, đơn vị m4 m4 Đối với nước đơn vị khối lượng nước lấy khối lượng đơn vị thể tích nước cất nhiệt độ +40C; = 1000kg/m3 b2 Tính chất thứ hai chất lỏng, có trọng lượng Đặc tính biểu thị trọng lượng đơn vị trọng lượng riêng Đối với chất lỏng đồng chất, trọng lượng đơn vị tích số khối lượng đơn vị với gia tốc rơi tự g (g = 9,81m/s2) = g = M g W (1-2) Thứ nguyên đơn vị trọng lượng là: = g = Mg = F3 W L N kG kg Theo hệ MKS, đơn vị 2 ms m m N kG Đối với nước nhiệt độ + 40C, = 9810 = 1000 ; với thủy ngân m m kG N =134.000 =136000 m m Đơn vị b3 Tính chất thứ ba chất lỏng tính thay đổi thể tích thay đổi áp lực thay đổi nhiệt độ Trong trường hợp thay đổi áp lực, ta dùng hệ số tích w biểu thị cơng thức: w = − dW ; W dp m2/N (1-3) Thí nghiệm chứng tỏ phạm vi áp suất từ đến 500 át-mốt-phe nhiệt độ từ đến 200C hệ số co thể tích nước = 0,00005 cm kG Như thủy lực, chất lỏng thường coi không nén Đại lượng nghịch đảo hệ số co thể tích w gọi mơ - đun đàn hồi thể tích K K= = −W dp ; N / m2 dW (1-4) w Trong trường hợp thay đổi nhiệt độ, ta dùng hệ số dãn nở nhiệt t để biểu thị biến đổi tương đối thể tích chất lỏng W ứng với tăng nhiệt độ t lên 10C, hệ số t biểu thị công thức dW (1-5) t = W dt Thí nghiệm chứng tỏ điều kiện áp suất khơng khí ứng với t = 100C 1 ta có t = 0,00014 ( ) ứng với t = 10 200C ta có t = 0,00015 ( ) t t Như vậy, thủy lực chất lỏng coi khơng co dãn tác dụng nhiệt độ Tóm lại, thủy lực, chất lỏng thường coi có tính chất khơng thay đổi thể tích có thay đổi áp lực nhiệt độ Tính chất cịn thường thể đặc tính là: mật độ giữ khơng đổi, tức = const b4 Tính chất thứ tư chất lỏng có sức căng mặt ngồi, tức có khả chịu ứng suất kéo không lớn tác dụng mặt tự phân chia chất lỏng với chất khí mặt tiếp xúc chất lỏng với chất rắn Sự xuất sức căng mặt ngồi giải thích để cân với sức hút phân tử chất lỏng vùng lân cận mặt tự do, vùng sức hút phân tử chất lỏng không đổi cân vùng xa mặt tự do, làm cho mặt tự có độ cong định Do sức căng mặt mà giọt nước có dạng hình cầu Trong ống có đường kính nhỏ cắm vào chậu nước, có tượng mức nước ống dâng cao mặt nước tự ngồi chậu; chất lỏng thủy ngân lại có tượng mặt tự ống hạ thấp mặt thủy ngân ngồi chậu, tượng mao dẫn, tác dụng sức căng mặt gây nên; mặt tự chất lỏng trường hợp đầu mặt lõm, trường hợp sau mặt lồi Sức căng mặt đặc trưng hệ số sức căng mặt , biểu thị sức kéo tính đơn vị dài “đường tiếp xúc” Hệ số phụ thuộc loại chất lỏng nhiệt độ Trong trường hợp nước tiếp xúc với khơng khí 200C ta thấy = 0,0726 N/m = 0,0074 kG/m Nhiệt độ tăng lên, giảm Đối với thủy ngân điều kiện trên, ta có = 0,540N/m, tức gần 7,5 lần lớn nước Trong đa số tượng thủy lực ta bỏ khơng cần xét đến ảnh hưởng sức căng mặt ngồi trị số nhỏ so với lực khác Thường phải tính sức căng mặt ngồi trường hợp có tượng mao dẫn, thí dụ trường hợp dịng thấm đất Đối với nước nhiệt độ 200C, độ dâng cao h (mm) ống thủy tinh có đường kính d (mm) là: hđ = 30mm2 Đối với thủy ngân, độ hạ thấp h (mm) ống thủy tinh đường kính d (mm) tính là: hđ = 10,15mm2 b5 Tính chất thứ năm chất lỏng có tính nhớt Trong thủy lực tính nhớt quan trọng, ngun nhân sinh tổn thất lượng chất lỏng chuyển động Sau nghiên cứu kỹ tính chất Khi lớp chất lỏng chuyển động, chúng có chuyển động tương đối nảy sinh tác dụng lôi đi, kéo lại nói cách khác, chúng nẩy sinh lực ma sát tạo nên chuyển biến phần lượng chất lỏng biến thành nhiệt không lấy lại Lực ma sát gọi lực ma sát (hoặc nội ma sát) xuất nội chất lỏng chuyển động Tính chất nảy sinh lực ma sát nói cách khác, tính chất nảy sinh ứng suất lớp chất lỏng chuyển động gọi tính nhớt chất lỏng Tính nhớt biểu sức dính phân tử chất lỏng, nhiệt độ tăng cao, phân tử giao động mạnh xung quanh vị trí trung bình phân tử; sức dính phân tử độ nhớt chất lỏng giảm Mọi chất lỏng có tính nhớt Như khái niệm tính nhớt liên quan chặt chẽ đến khái niệm ma sát Nhờ định luật ma sát mà người ta xác định đại lượng đặc trưng cho tính nhớt chất lỏng Năm 1686, I Niu-tơn nêu giả thuyết quy luật ma sát trong, tức ma sát chất lỏng (chú ý định luật ma sát chất rắn, tức ma sát ngồi Cu-lơng đề ra, thuyết minh giáo trình học lý thuyết) sau nhiều thí nghiệm xác nhận đúng: “Lực ma sát lớp chất lỏng chuyển động tỷ lệ với diện tích tiếp xúc lớp ấy, khơng phụ thuộc áp lực, phụ thuộc gradiên vận tốc theo chiều thẳng góc với phương chuyển động, phụ thuộc loại chất lỏng” Định luật ma sát Niu-tơn viết biểu thức: F = .S du dn (1-6) Trong đó: (Hình 1-1) F - sức ma sát hai lớp chất lỏng; u - vận tốc điểm chất lỏng n dn u + du n - số lớp chất lỏng u S - diện tích tiếp xúc du u = f(n) u Hình 1-1 Mới quan hệ u và n u = f(n) - quy luật phân bố vận tốc theo phương n; du - gradiên vận tốc theo phương n, tức đạo hàm u n; dn - số tỉ lệ, phụ thuộc loại chất lỏng, gọi hệ số nhớt hệ số động lực nhớt F , công thức (1-6) viết dạng: S du = dn Gọi τ ứng xuất tiếp, = (1-7) Công thức (1-6) (1-7) dùng cho chuyển động tầng chất lỏng (sẽ nói rõ khái niệm chuyển động tầng chương 2) Tính nhớt chất lỏng đặc trưng hệ số nhớt mà thứ nguyên là: = F du S dn FT M Hoặc: = = LT L Đơn vị đo hệ số nhớt hệ đo lường hợp pháp Ns/m2 kg/ms; đơn vị ứng với là: Ns gọi poa-dơ (P) 10 m Tính nhớt cịn đặc trưng hệ số: v= (1-8) Trong - khối lượng đơn vị; gọi hệ số động học nhớt; thứ nguyên L2 v = v = T Đơn vị đo hệ số động học nhớt hệ đo lường hợp pháp m2 cm ; đơn vị s s gọi stốc Bảng 1-1 hệ số nhớt vài chất lỏng Tên chất lỏng t0C (Poa -dơ) Dầu xăng thường 18 0,0065 Nước 20 0,0101 Dầu hỏa 18 0,0250 Dầu mỏ nhẹ 18 0,2500 Dầu mỏ nặng 18 0,4000 Dầu tuốc-bin 20 1,5280 Dầu nhờn 20 1,7200 Gli-xê-rin 20 8,7000 Công thức xác định hệ số nhớt có dạng tổng quát là: 0 = (1-9) + a.t + b.t 0 - hệ số nhớt với t = 00 a b -hằng số, phụ thuộc loại chất lỏng Thí dụ nước, hệ số nước có tính theo số liệu thí nghiệm Poa-dơ: 0,0178. = ; g / cm.s (1-10) Trong đó: + 0,0337.t + 0,000221.t Trong đó: Bảng 1-2 trị sớ hệ số nhớt động học nước, phụ thuộc nhiệt độ t0C v, cm2/s t0C v, cm2/s 0,0178 20 0,0101 0,0152 30 0,0081 10 0,0131 40 0,0066 12 0,0124 50 0,0055 15 0,0114 Dụng cụ đo nhớt Trong thực tế, độ nhớt xác định dụng cụ đo nhớt, thuộc nhiều loại khác nhau: loại mao dẫn, loại có hình trụ đồng trục, loại có đĩa giao động tắt dần, loại máy đo đa có số v.v… 10 Hiện phịng thí nghiệm thường hay dùng dụng cụ đo nhớt máy đo đa có số (Hình 1-2); Model: LVDV-II+P, loại máy đo độ nhớt đa thông dụng Brookfield - USA, bao gồm đo độ nhớt liên tục, đo nhiệt độ hiển thị liệu Khi kết nối với máy tính chuyên dụng máy có chức trao đổi liệu hai chiều Tỉ số T2 =E T1 (1-11) gọi độ En-gơ-le Hình 1-2 Máy đo độ nhớt Để đổi thành stốc, dùng cơng thức kinh nghiệm sau đây: v = 0,07310.E − 0,0631 E cm / s (stốc) Ngoài đơn vị Stốc độ nhớt En-gơ-le, thường gặp đơn vị đo độ nhớt động học khác như: - Giây Rét -út (ở Anh), ký hiệu ”R; v = 0,00260" R − 1,72 "R cm / s 1,80 "S cm2 / s - Giây Xê-bôn (ở Mỹ), ký hiệu ”S; v = 0,00220" S − Những loại chất lỏng tuân theo định luật ma sát Niu -Tơn biểu thị công thức (1-6) (1-7) gọi chất lỏng thực chất lỏng Niu-tơn Môn thủy lực nghiên cứu chất lỏng Niu-Tơn Những chất lỏng chất dẻo, sơn, dầu nhờn, hồ v.v… chảy không tuân theo định luật ma sát Niu -tơn biểu thị công thức (1-6) (1-7) gọi chất lỏng phi Niu-Tơn Trong việc nghiên cứu, số vấn đề dùng khái niệm chất lỏng lý tưởng thay khái niệm chất lỏng thực Chất lỏng lý tưởng chất lỏng tưởng tượng, hồn tồn khơng có tính nhớt tức hồn tồn khơng có nội ma sát chuyển động Khi nghiên cứu chất lỏng trạng thái tĩnh khơng cần phải phân biệt chất lỏng thực với chất lỏng lý tưởng Trái lại nghiên cứu chất lỏng chuyển động từ chất lỏng lý tưởng sang chất lỏng thực phải tính thêm vào ảnh hưởng sức ma sát trong, tức ảnh hưởng tính nhớt Trong tính chất vật lý nói chất lỏng, quan trọng mơn thủy lực tính chất có khối lượng, có trọng lượng, có tính nhớt 1.1.1.4 Khái niệm chất lỏng Việc nghiên cứu môn thủy lực dựa vào khái niệm phần tử chất lỏng Phần tử chất lỏng coi vơ nhỏ, nhiên kích thước cịn vượt xa kích thước phân tử Ta giả thiết phần tử chất lỏng đồng chất, đẳng hướng liên tục, không xem xét đến cấu trúc phân tử, chuyển động phân tử nội Chất lỏng chất khí khác chất rắn chỗ mối liên kết học phân tử chất lỏng chất khí yếu nên chất lỏng chất khí có tính di động dễ chảy 11 dhd - Tổn thất dọc đường đoạn đường ống dx dx - Vi phân đoạn đường ống x KM - Hệ số đặc trưng lưu lượng đường ống điểm M Do hệ số đặc trưng lưu lượng đường ống không thay đổi, nên KM = K Từ ta có: Qp x (Q p + Qm ) − l dx dhd = K2 Vậy tổn thất lượng dọc đường ống phân phối liên tục AB là: l Q hd = (Qp + Qm ) − p x dx K 0 l Thực tích phân ta có: hd = Q + Q p Qm + Q p2 .l m K (1-74) Trong trường hợp, tất lưu lượng phân phối hết dọc đường, tức Qm= ta có: Q hd = p2 l K Lưu lượng ống phân phới liên tục tính gần theo biểu thức: (1-75) (Q, m + Q p Qm + Q p ) (Qm+ 0,55.Qp) Như vậy: Trong thực tế cơng thức tính tốn tổn thất lượng đường ống phân phối liên tục là: hd = (Qm + 0,55.Qm )2 l K2 (1-76) 1.2.4.3 Tính tốn thuỷ lực hệ thống đường ống Hệ thống đường ống phân hệ thống đường ống phân nhánh hở hệ thống đường ống khép kín a Hệ thống đường ống phân nhánh hở Hệ thống gồm có đường ống đường ống nhánh Đường ống chọn làm đường ống đường ống dẫn từ bể chứa có chiều dài lưu lượng lớn Trên hình 1-36, (ABCD) đường ống chính; (BE, CF) đường ống nhánh Tính tốn hệ thống đường ống phân nhánh gặp hai trường hợp Trường hợp 1: Xác định đường kính di đoạn ống chiều cao tháp chứa Ht Cho biết chiều dài đoạn ống li lưu lại điểm tiêu thụ qi (D,E,F) Cao trình mặt đất i (A,B,E,F) cột nước đo áp (cột nước tiêu thụ) điểm tiêu thụ H i (D,E,F) Trước hết ta tính cho đường ống ABCD - Xác định lưu lượng đoạn ống chính: QCD = qD; QBC = qD + qF; QAB = qE + qF + qD 41 Hình 1-36 Sơ đồ hệ thớng đường ớng - Trên sở lưu lượng có, ta chọn đường kính di đoạn ống theo vận tốc cho trước, gọi vận tốc kinh tế vc (đó vận tốc ứng với cho tổn thất lượng chi phí đầu tư nhất) Từ đó: d= 4.Q Q = 1,13 3,14.vc vc Ta chọn d sơ theo vc sau: dmm 50 75 100 125 Vc m/s 0,75 0,75 0,76 0,82 150 0,85 200 0,95 250 1,02 - Biết Qi, di, li ta xác định tổn thất hdi đoạn ống - Cuối ta xác định chiều cao tháp chứa: Ht = D + HD + hdi - A Có tổn thất hdi ta vẽ đường đo áp cho đoạn ống - Tính di ống nhánh Thí dụ tính cho đoạn BE Khi vẽ đường đo áp ta biết cao trình cột nước B ’B cao trình cột nước đầu ống E ’E (’E = B+’E) Vậy tổn thất cột nước đoạn BE hd BE = ’B - ’E - Trên đoạn ống nhánh BE biết hd BE , lBE, qBE; ta tìm đường kính dBE Trường hợp 2: Biết cao trình cột nước tháp ’A, chiều dài đoạn ống li, lưu lượng điểm tiêu thụ qi (D,E,F), cao trình mặt đất i (A,B,C,D,E,F), cột nước tiêu thụ Hi (D,E,F) điểm tiêu thụ Xác định đường kính di đoạn ống Nguyên tắc: Tính cho đường ống ABCD trước - Tổng tổn thất từ tháp chứa đến cuối ống hdi = ’A - ’D - Tổng chiều dài L đoạn ống L = n l i 42 - Độ dốc thuỷ lực trung bình đoạn ống chính: jtb = - Tính Ki đoạn ống chính: Ki = h di L Qi jtb Biết Ki tra bảng phụ lục tìm di đoạn ống Việc tính di ống nhánh tiến hành b Hệ thống đường ống khép kín Hệ thống khép kín thường gồm nhiều vịng kín Ta nghiên cứu trường hợp đơn giản vịng kín (hình 1-37) E F QE Thơng thường để tính tốn ta biết lưu lượng điểm A tiêu thụ, chiều dài đường kính B đoạn đường ống ta xác định lưu lượng đoạn đường ống D QD C Hình 1-37 Hệ thớng đường ớng khép kín Dịng chảy vịng kín phải thoả mãn hai điều kiện sau đây: Ở điểm vòng, tổng số lưu lượng tới điểm phải tổng số lưu lượng khỏi điểm Tổng số tổn thất lượng vịng kín phải khơng Có thể giải toán hai phương pháp sau: Phương pháp thứ nhất: Ta tự ý phân phối lưu lượng vịng kín, cho điều kiện thứ thoả mãn; điều kiện thứ hai khơng thể thoả mãn Để đạt điều kiện thứ hai, ta phân phối lại lưu lượng 1-2 lần phương pháp gọi phương pháp cân tổn thất lượng vịng kín Phương pháp thứ hai: Ta tự ý phân phối lưu lượng cho điều kiện thứ hai thoả mãn; đó, điều kiện thứ thoả mãn, để đạt đượcc điều kiện thứ nhất, ta phân phối lại lưu lượng 1-2 lần Phương pháp gọi phương pháp cân lưu lượng CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1 Hãy phân tích lịch sử phát triển khoa học thuỷ lực Việt Nam? Hãy nêu tính chất vật lý chất lỏng? Trình bày khái niệm chất lỏng? Phân tích lực tác dụng lên chất lỏng? Phát biểu định nghĩa áp suất thủy tĩnh? đơn vị đo áp suất thuỷ tĩnh? Hãy phát biểu chứng minh hai tính chất áp suất thủy tĩnh? Viết giải thích phương trình chất lỏng cân bằng? Ý nghĩa phương trình? Phát biểu định luật Pascal ứng dụng định luật vào máy ép thuỷ lực? Phân tích cân chất lỏng trạng thái tĩnh tuyệt đối? 43 10 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng bất kỳ? ứng dụng? 11 Áp lực chất lỏng lên thành cong? ứng dụng? 12 Phát biểu định luật Acsimet? ứng dụng định luật? 13 Các yếu tố thủy lực dòng chảy? 14 Phân loại chuyển động chất lỏng? 15 Viết giải thích phương trình liên tục dịng chảy? ứng dụng? 16 Phương trình Becnuli dịng nguyên tố, chất lỏng thực, chuyển động ổn định? 17 Phương trình Becnuli dịng chảy đều, biến đổi dần, chất lỏng thực, chuyển động ổn định? 18 Ý nghĩa lượng phương trình Becnuli chất lỏng thực? điều kiện sử dụng phương trinh Becnuli? 19 Tổn thất lượng (áp suất) dòng chảy? quy luật tổn thất lượng dọc đường? 20 Viết giải thích phương trình dịng chảy đều? ý nghĩa phương trình? 21 Phân tích hai trạng thái chuyển động chất lỏng? 22 Hệ số Râynơn gì? ý nghĩa Re? 23 Viết giải thích cơng thức tính tổn thất lượng dọc đường cục bộ? 24 Khái niệm đường ống dài, ống ngắn ? cho ví dụ minh hoạ? 25 Trình bày cách tính tốn thủy lực (xác định Q, hwd ) ống dài? 26 Trình bày cách tính tốn thủy lực cho đường ống dài đơn giản có dịng chảy ngồi trời? 27 Trình bày cách tính tốn thủy lực cho đường ống dài đơn giản có dịng chảy từ ống vào bể chứa khác? 28 Trình bày cách tính tốn thủy lực cho đường ống phức tạp? cho ví dụ? 29 Trình bày cách tính tốn thủy lực cho hệ thống đường ống? cho ví dụ? BÀI TẬP MẪU 1.1 Xác định hiệu áp suất hai ống dẫn nước A B có độ chênh mực thuỷ ngân ống đo áp h1- h2 = h = 20cm Cho Hg = 133.416N/m3; nước=89N/m3 (H.1-38) Giải Để giải toán cần nắm vững mặt đẳng áp cách tính áp suất điểm Vì - 0’ - 0’ mặt đẳng áp nên ta có cơng thức tính áp suất sau: pA= p’o + .h1 pB= p’o + .h2 po= p’o + hg.h Như vậy, hiệu số áp suất A B: pB - pA = (p’o + hg h + .h2) - (p’o + .h1); pB - pA = hg h - (h1 - h2); pB - pA = h.(hg - ); pB - pA = 0,2 (133416 - 9810); pB - pA = 2,472 104 N/m2 Hình 1-38 44 1.2 Hai bình thơng chứa nước dầu, chiều cao nước dầu, chiều cao nước từ mặt phân cách đến mặt thoáng 1m, chiều cao dầu từ mặt phân cách đến mặt thoáng 1,2m Xác định trọng lượng riêng cuả dầu, áp suất mặt thống áp suất khí trời (H.1-39) Giải Trên mặt phẳng cách ta lấy hai điểm 2, xác định áp suất dư hai điểm đó: p1 = .h1 p2 = .h2 Mặt phân cách mặt đẳng áp suất dư hai điểm nhau, tức là; d h2 = h1 Do đó: d = h1 h2 Hình 1-39 = 9810 = 8175 N / m 1,2 1.3 Xác định áp suất tuyệt đối (toàn phần) áp suất dư nước đáy bình chứa, nước có chiều sâu 4,5m trọng lượng riêng nước = 9810 N / m3 , áp suất mặt thoáng áp suất khí trời pa =1at ĐS: pt = 1,45 at pd = 0,45 at 1.4 Xác định áp suất toàn phần áp suất dư nước đáy nồi hơi, nước có chiều sâu 1,2 m Nồi đậy kín áp suất mặt thống p0 =196200 N/m2 Trọng lượng riêng nước = 9810 N/m3 ĐS: pt = 207972 N/m2 = 2,12 at; pd =109872 N/m2.= 1,12 at 1.5 Xác định áp suất toàn phần áp suất dư nước biển chiều sâu mặt nước biển 15 m Khối lượng riêng nước biển 103 kg/m3, áp suất khí trời pa =1 at ĐS: pt = 2,5 at pd = 1,5 at 1.6 Cho sơ đồ máy ép thuỷ lực hình vẽ -7a với P1 = 10 kG, d1= 2cm, d2= 20cm Hãy xác định áp lực P2 máy ép tạo ra? Với = 0,95 ĐS: P2 = 9500 N 1.11 Vẽ biểu đồ áp suất thành AB (H.1-43) Hình 1-43 45 1.12 Xác định áp lực nước lên mét chiều rộng van AB điểm đặt lực biết: H = 5m, h = 3m Góc nghiêng van hợp với phương ngang góc 450.áp suất hai phía van áp suất khí trời (H.1-44) 1) Phương pháp giải tích áp lực nước tác dụng lên van AB: P = .hc = H +h l.b 5+3 2,83.1 = 111kN H −h H +h (hc = h + ) = 2 H − h (5 − 3).2 (l = h + = = 2,83m ) sin P = 9,81 Hình 1-44 Tâm áp lực: y D = yc + J0 yc b.l y D = l '+ + 12.b.l.(l '+ ) 2,83 1.2,83 y D = 4,24 + + = 5,75m 2,83 12.1.1,28(4,24 + ) h 3.2 ( yc = (l ' ); l ' = = 4,24m) sin 2) Phương pháp đồ giải - Xác định P: P = b S = b SABCE = b h + H 3+5 2,83 = 111kN h + H (S diện tích biểu đồ áp suất lên thành AD; S = P = 1.9,81 - Xác định yD (điểm đặt cách đáy B) Phương P qua trọng tâm biểu đồ áp suất ABCE cách đáy B đoạn yD xác định theo toán học trọng tâm hình thang cách đáy: 2. h + H y D' = h + H yD' = 2,83 2.3 + = 1,3m 3+5 1.13 Một cửa van phẳng hình chữ nhật nằm nghiêng tựa vào điểm D nằm trọng tâm C đoạn 20cm (tính theo chiều nghiêng) trạng thái cân Xác định áp lực nước lên van Cho b = 4m; góc nghiêng = 600, (H.1-45) 46 ĐS: P = 24,5 kN Hình 1-46 Hình 1-45 1.14 Xác định khoảng cách x từ trục quay O đến đáy cửa van phẳng hình chữ nhật tự động mở độ sâu nước thượng lưu h1 2m Cho h2 = 0,9m (H.1 - 46) ĐS: X = 0,76m 1.15 Vẽ biểu đồ thể tích áp lực lên thành cong sau: (H.1 - 47) Hình 1-47 1.16 Xác định áp lực nước lên cửa van hình cung có bán kính R = 4m chiều rộng b = 10m, chiều sâu nước h = 2m Giải Áp lùc chÊt láng theo ph-¬ng n»m ngang: Px = hcx = 9,81 20 = 196,2 kN (x = H b = 10 = 20m2) (hc = H : = : = 1m) Áp lực chất lỏng theo phương thẳng đứng: P2 = .W = .ΩABC b; ΩABC = ΩAOB - ΩCOB (vì OB = 4m; CB = 2m nên rút AOB = 300 R 3,14.4 = 30 = 4,18m ΩAOB = 0 360 360 1 ΩCOB = OC.BC = BC.OB = cos 300 2 = 3,46m ΩCOB = 2 ΩABC = 4,15 - 3,46 = 0,72m2 Pz = 9,81 0,72 10 = 70,2 kN Áp lực tổng hợp: 47 P = Px2 + Pz2 = 196,2 + 70,5 = 207,5kN P qua tâm O lập với phương ngang góc β = arctg Pz 70,5 = arctg = 19 08 Px 198,2 1.17 Tính áp lực nước tác dụng lên cửa van hình trụ dùng để chắn kênh chữ nhật.Cho chiều sâu mực nước van h1 = 4,2m, đường kính van d = 3m, chiều rộng van b = 10m, mực nước sau van h2 = 1,5m (H.1-48) ĐS: P = 859 kN αx = 3709’ Hình 1-48 1.18 Cho phà chở hàng có kích thước Dài x Rộng x Cao = 6m x 3m x 2m, với G p = 1050 kG Hãy: - Xác định lượng hàng tối đa phà chở được, cho H 20 = 9810 N/m3 - Muốn phà 1/3 chiều cao cần bỏ bớt lượng hàng bao nhiêu? 1.20 Ta có lưu lượng nước Q = 30 l/s (0,03 m3/s) Chảy qua hai ống nối tiếp có đường kính d1 = 300 mm; d2 = 150 mm Tính vận tốc trung bình hai ống 1.21 Ta có hai ống dẫn nước nối tiếp nhau, có đường kính d1 = 300 mm; d2 = 150 mm; vận tốc trung bình H20 qua hai ống v1 = 0,43 m/s ; v2 = 1,4 m/s Hãy xác định lưu lượng nước qua hai ống đó? 1.22 Ở Giơnever Thụy sỹ, người ta xây dựng vịi phun nước (hình 1-49) chiều cao H = 156 m, với đường kính ban đầu luồng phun thẳng đứng 107 mm cần phải lưu lượng, áp suất, công suất cần thiết Giả thiết bỏ tổn thất lượng ma sát khơng khí Giải Xác định áp suất cần phải cung cấp: Bỏ qua động dòng chảy ống nước, ta viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 ống cấp nước mặt cắt 2-2 cuối luồng nước phun 48 z1 + p1 + = z2 p2 + v22 ; 2g mặt cắt 2-2 áp suất khơng khí v2 = (Lấy p1 - áp suất dư nên p2 = 0) z1 + p1 + = z2 + + = H Hình 1-49 p1 =100 kg/ m3 15.5.m = 156 000kg/m2 = 16.at Xác định lưu lượng cần phải cung cấp: Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt ban đầu luồng 3-3 mặt cắt 2-2 p v33 p v22 z3 + + = z2 + + 2.g 2.g Áp suất mặt cắt ban đầu luồng áp suất khí trời mơi trường xung quanh, nên p3 = 0; xem z3 z1; v3 =v0 (v0 vận tốc mặt cắt ban đầu) Từ đó: v32 v02 z − z3 = g = g =H Vậy, vận tốc; v0 (a = 1,0): v0 = 2.g.H = 19,6.156 = 55,30m / s Và lưu lượng: Q = v0 = 55,30 3,14.(0,107) = 0,5m3 / s Trong thực tế, chiều cao luồng nước phun Giơneve đạt 130m ma sát khơng khí Cơng suất phải cung cấp: N= Q.H = p.Q = 156.000kg / m 0,5m3 / s = 78.000kG.m / s = 765,18kW 1.25 Nước chảy từ bể chứa với lưu lượng Q = 10m3/ theo đường ống có tiết diện thay đổi d1 = 50mm, d2 = 40mm d3 = 25mm (H 1-52), Xác định cột nước H cần thiết, vẽ đường đường đo áp Bỏ qua tổn thất lượng ống Giải Tính H: Để tính H, ta viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 3-3 với mặt chuẩn qua trục ống - Phương trình viết cho áp suất dư p v p v z0 + = 0 − z3 + + 3 2g 2g 49 Hình 1-52 Trong đó, z0 = H; p0 = p3 = 0; z3 = 0; α0 = α3 = 1; v0 Vậy H = v32 5,652 = = 1,63m g 2.9,81 Q 10 v3 = = = , 65 m / s 3,14.0.025 3 3600 - Vẽ đường năng, đường đo áp - Vì bỏ qua tổn thất lượng nên dòng chảy xem chất lỏng lý tưởng, đường đường nằm ngang E-E - Đường đo áp cách đường đoạn v2 Vậy độ cao đường đo áp 2g điểm hiệu số tổng lượng E trừ cột nước vận tốc đó, đường tổng quát đường P-P Tại mặt thoáng v0=0 nên độ cao đường đo áp là: E− v02 =H 2g Đường đo áp trùng với đường trung với đường mặt nước Tại đoạn ống một: Q` 2 1 v1 10.4 = = = 0,1m 2g 2g 3600.3,14.0,050 2.9,81 Vậy độ cao đường đo áp tính từ mặt chuẩn là: E0-0,1 = 1,63 - 0,1 = 1,53m - Tại đoạn ống hai: Q 2 v2 2 10.4 = = = 0,25m 2g 2g 3600.3,14.0,04 2.9,81 50 Vậy đường đo áp có độ cao tính từ mặt chuẩn là: E0-0,25 = 1,63 -0,25 = 1,38m Tại đoạn ống ba: Do tiết diện ống thay đổi nên vận tốc thay đổi đường đo áp đường cong, độ cao đường đo áp giảm dần tới miệng ông p3=0 Đạt trị số lớn nhất: E0 = H = v32 2g v32 = 1,63m 2g ĐS: E0 = 1,63m 1.26 Nước chảy từ bình theo ống có tiết diện thay đổi Cột nước H =1m, đảm bảo=75mm, d2= 100mm, d3=50mm, bỏ qua tổn thất Xác định lưu lượng chảy ống, vẽ đường đường đo áp Nếu bỏ đoạn ống đường đường đo áp có thay đổi khơng? (H.1-53) ĐS:1) Q = 0,0086m3/s 2) - Đường không thay đổi - Đường đo áp thay đổi Hình 1-53 1.27 Xác định trạng thái chuyển động nước đường ống có đường kính d = 200 mm; lưu lượng Q = 30 l/s; nước nhiệt độ 200C 1.28 Xác định trạng thái chuyển động dịng chảy kênh hình chữ nhật có chiều rộng b = 2,0m; chiều sâu nước kênh h = 1,2m; lưu lượng Q = 1,8m3/s, nước nhiệt độ 200C Đs: Chuyển động dòng chảy kênh trạng thái rối : ReR = 408.416 > ReRk = 580 1.29 Đường ống AB có chiều dài l = 50m, đường kính d = 150mm, cao trình A 12m, cao trình điểm B 11m, lưu lượng Q = 42l/s (hình 1-54) Xác định cột nước B, cột nước A 10m Nếu điểm C, đường ống, người ta lấy lưu lượng 10l/s cột nước B thay đổi nào? Hình 1-54 51 1.30 Một đường ống gang đặt nằm ngang dài 30m Cột nước đầu ống 9m Hỏi phải chọn đường kính ống để cột nước cuối ống 7,0m Lưu lượng Q = 30l/s 1.31 Cũng toán 5.2, người ta sử dụng u cầu tính tốn đường ống nối tiếp (d= 125mm d = 150mm) để đạt cột nước cuối đường ống 7m (H1-55) Xác định chiều dài loại đường ống 1.32 Hai đường ống thép có đường kính d = 100mm nối song song, chiều dài ống I 30m, chiều dài ống II 15m Lưu lượng đường ống Q = 40l/s Xác định lưu lượng ống Đường nối song song theo sơ đồ đây, A = 10m; B = 9m; C = 9m D = 8m cột nước điểm bao nhiêu? Cho biết cột nước D 6m; AB = CD = BC AD = ( H − 56) 2 Giải Sơ đồ đường ống song song Hình 1-56 Ta viết phương trình để tính tốn Q = Q1 + Q ; (1) Hd1= 2 Q l1; K (2) Hd2= Q22 l2 ; K 22 (3) Tổn thất lượng đường ống song song nhau, nên: Q12 Q22 l ; l2 ; K12 K 22 (4) Từ (1) ta có: Q2=40 l/s - Q1 (5) Thay (5) vào (4) Q12 (40 − Q1 ) l = l2 K1 K 22 Hai đường ống thép, có d = 100mm, theo bảng phụ lục, ta có: K = 63,73l/s Do đó: Q12 l1 = (40 − Q1 ) l2 (40 − Q1 ) l1 30 = = =2 Q12 l2 15 Hay là: Q12 + 80Q1 − 1600 = 0' 52 Giải phương trình (6) ta xác định: Q1 = 16,6l/s Q2= 23,4l/s Tổn thất lượng đoạn ống AD: hd = Q22 23,42 l = = 15 = 2,02m K2 63,732 Cột nước A: HA= ( D + H D + hd ) − A = (8 + + 2,02) − 10 = 6,02m Tổn thất lượng đoạn AB: hd = Cột nước B: Q12 16,62 l = 7,5 = 0,51m AB K2 63,732 H B = ( A + H A − hd ) − B = (10 + 6,02 − 0.51) − = 6,51m Tổn thất lượng đoạn ống BC tổn thất lượng đoạn B: HdBC=1,02m Cột nước điểm C: H C = ( B + H B − hd ) − C = (9 + 6,51 − 1,02) − = 5,49 1.33 Tính tổn thất lượng đường ống ABCD ống thép đường kính d= 100m; đoạn AB dài 10m; BC dài 8m; đoạn CD dài 15m Lưu lượng đoạn AB ;là 30l/s; đoạn BC lưu lượng phân phối 10l/s Giải Tổn thất lượng đoạn AB: hdAB = Q22 30 l = AB K2 63,732.10 = 2,2m Trong đó, K 63,73 l/s Tổn thất lượng đoạn BC (lưu lượng phân phối đều): hdBC = (Qm + 0,55Q p ) K2 l = (20 + 0,55.102 ) = 1,28m 63,732 Trong đó, Qm=20l/s; Qp=10l/s;K=63,73l/s Tổn thất lượng đoạn CD: hdCD = Q2 202 l = 15 = 1,48m CD K2 63,732 Như vậy, tổn thất lượng đường ống ABCD; Hd = 2,20 + 1,28+1,48=4,96m ĐS: hd ABCD = 4,96 m 1.34 Xác định chiều cao tháp Ht theo sơ đồ (H.1-57) 1= A=15m = 14 m H2=6m H3= 8m 53 3=12m 4= 13m H4 =10m n=0,012 Chọn (0-1-2-3) làm đường ống (đoạn ống dài có lưu lượng lớn) H t = + H + hdi − ; Ht=12+8+ hdi -15 Hình 1-57 - Tính hdi - Đoạn 3-2 Giả thiết v = 1m/s;Q2-3=0,006m3/s d = 1,13 0,006 = 0,087 m 140 Chọn d = 100m với n = 0,012 có K = 0,053m3/s hd 3−2 = 0,0062 200 = 2,5m 0,0532 - Đoạn 2-1: Giả thiết v = 1m/s; Q1-2 = 0,006 + 0,004 = 0,01m3/s hd 2−1 = 1,13 0,01 = 0,013m Chọn d = 125mm ứng với n = 0,012, tra K = 0,097 m3/s hd 2−1 = 0,012 300 = 3,15m 0,097 - Đoạn 1-A: Giả thiết: v = 1m/s; Q1-A = 0,006 + 0,004 + 0,006 = 0,016 m3/s d = 1,13 0,016 = 0,147 m Chọn d = 150mm, với n = 0,012, tra K = 0,158m3/s 0,016 1000 = 10,24m 0,1582 - Tính ống nhánh: so sánh 1' '4 hd1− A = 54 1' = + H + hd 3−2 + hd 2−1 1' = 12 + + 2,5 + 3,15 = 25,65m '4 = + H '4 = 13 + 10 = 23m hd 4−1 = 1' − '4 = 2,65m Cột nước điểm lớn điểm 4, việc chọn đường ống đúng; Tính hd : 4−1 K −1 = Q = 0,064 m3/s 2,65 300 Chọn d = 300mm ta có K = 1,00m3/s (lưu lượng thừa, dùng khóa để điều chỉnh) Ht = 12+8+2,5+,3,15+10,24-15 Ht = 20,89m 1.35 Từ tháp chứa A đến trạm B người ta đặt hai đường ống song song (H.1-58) Một hai đường ống có lưu lượng phân phối Qp = 23l/s Tại điểm B ta phải đảm bảo lưu lượng mang Qm với cao trình 'B = 14,5m Cao trình cột nước A 'A = 21,12m , ống bình thường Xác định: Lưu lượng mang Qm B: Đáp số: QB = 37,5l/s 1.36 Hai bể nước thông với đường ống ACB (H 1-59) điểm C có lắp khóa tháo nước Xác định lưu lượng QA QB tháo nước khỏi hai bể chứa, lưu lượng nước điểm C thay đổi từ QC = (khóa đóng hồn tồn) đến điểm C thay đổi từ QCmax (khóa mở hồn tồn) Vẽ đường đo áp, ống bình thường Cho nước chảy khu vực thành nhám ĐS: 1) QC = QA = QB = 9,21l/s 2) QCmax QC = QA + QB QC = 54,71l/s 55 ... thuỷ lực hình 1- 11 với P1 = 98 ,1 N, = 2cm2, = 20cm2 Ta tính P2: P2 = 98 ,1 20 = 981N Định luật Pascal ứng dụng chế tạo kích thuỷ lực: Hình 1- 12 Hình 1- 12 hình ảnh kết cấu kích thuỷ lực 1. 1.5... nghiệp Quảng Ninh Giáo trình gồm chương, trình bày lý thuyết thuỷ lực học truyền động thuỷ lực - khí nén Chương Kiến thức thủy lực; Chương Truyền động thủy lực; Chương Truyền động khí nén Để củng... thành phần áp lực: P = Px2 − PZ2 ( 1- 27) A A C B Hình 1- 18 B Hình 1- 19 24 1. 1.6 Định luật Acsimét Ta xét áp lực thủy lực, tác dụng lên vật rắn tích W ngập hồn tồn chất lỏng (hình 1- 20) Trong trường