Bài giảng clc lê song giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp HCM BÀI GIẢNG CƠ LƯU CHẤT PGS.TS LÊ SONG GIANG Bm CƠ LƯU CHẤT P 304 B4 Các thông tin cần biết Tài liệu tham khảo: o Giáo trình Cơ lưu chất (Bm CLC) o Bài tập Cơ lưu chất (LS Giang & NT Phương) Hình thức thi: trắc nghiệm, đề mở (được xem tài liệu tờ A4) Chương MỞ ĐẦU Định nghóa, đối tượng phương pháp nghiên cứu Các tính chất vật lý lưu chất Lực tác dụng lưu chất ĐỊNH NGHĨA MÔN HỌC, ĐỐI TƯNG VÀ PP N.CỨU (1/2) 1.1 Định nghóa môn học Cơ Lưu Chất: môn khoa học thuộc lónh vực Cơ học nghiên cứu chuyển động cân chất lỏng, chất khí Cơ học cổ điển Cơ học lý thuyết Cơ học vật rắn biến dạng Cơ học đất Cơ lưu chất Cơ lưu chất Thuỷ lực Khí động lực học ĐỊNH NGHĨA MÔN HỌC, ĐỐI TƯNG VÀ PP N.CỨU (2/2) 1.2 Đối tương nghiên cứu ° ° Chất lỏng chất khí Tính chất: ° ° ° Tính chảy -> Chất chảy -> Lưu chất Tính không chịu lực cắt, lực kéo Khác biệt chất lỏng chất khí tính nén được, vận tốc đủ lớn (V > 0.3a) -> Khí động lực học: cho chất khí nén 1.3 Phương pháp nghiên cứu ° Bài toán Cơ lưu chất Các Định luật học Đối tượng lưu chất ° Phương trình mô tả Giải u, p… Phương pháp giải: - Phương pháp giải tích - Phương pháp thí nghiệm CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA LƯU CHẤT (1/3) 2.1 Khối lượng riêng () ° Khối lượng riêng: khối lượng đơn vị thể tích lưu chất Δm ΔV  ΔV ρ  lim ° ° A V, m   g  nước Trọng lượng riêng:  Tỷ trọng: Đ.lượn Nước K.khí T.ngâ g n , 1000 1,228 13,6.10 kg/m3 , N/m3 9,81.10 12,07 133.103 2.2 Suất đàn hồi (E) ° Suất đàn hồi đặc trưng cho tính nén lưu chất: P p ° V Δp dp  V ΔV  ΔV V dV E  lim nRT Đối với chất khí: phương trình khí lý pV tưởng Hoặc p RspecificT (R=8.314472 J.K-1mol-1) (Rspecific= R/M =287.058 J.kg-1.K-1 cho k.khí khơ) CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA LƯU CHẤT (2/3) 2.3 Độ nhớt (, ) ° ° Đặc trưng cho ma sát phần tử lưu chất chuyển động y Định luật Newton ma sát: u   du dy  const dy  du    ° ° Độ nhớt động học: Hai loại lưu chất: lưu chất Newton lưu chất phi Newton  Lưu chất phi Newton Lưu chất Newton Lưu chất phi Newton du/dy Đ.lượ ng Nước K.khí , poise 1.10-2 1,8.10- , stoke 0,01 0,157 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA LƯU CHẤT (3/3) 2.4 Sức căng bề mặt () d d h  h 4 cos d h 2.5 Áp suất bão hoà (pV) ° ° ° Áp suất hơi: phần áp suất chất khí phần tử gây Áp suất bão hoà: áp suất trạng thái mà p trình bay ngưng tụ cân (bão hòa) Hiện tượng sủi vỡ bọt hơi: Bắt đầu ° ° sủi bọt -> đứt đoạn chân không p vỡ bọt -> khí thực V sủi bọt Bắt đầu vỡ bọt x LỰC TÁC DỤNG TRONG LƯU CHẤT (1/2) ° Lực tác dụng lực phân bố chia thành loại: ° ° Nội lực Ngoại lực Ngoại lực gồm lực khối lực mặt 3.1 Lực khối ° ° ° ° Định nghóa: Là ngoại lực tác dụng lên phần tử  chất tỷ lệ với khối lượng lưu chất thể tích lưu F Thông số: - vector cường độ lực khối   f F  lim V  V   F g Trọng lực:   F   a Lực quán tính: 2 F   r Lực ly tâm: Ví dụ: ° ° ° A V, V  f LỰC TÁC DỤNG TRONG LƯU CHẤT (2/2) 3.2 Lực mặt Định nghóa: Là ngoại lực tác dụng lên thể tích lưu chất thông qua bề mặt bao bọc tỷ lệ   với diện  tích bề mặt f Thông số: - vector ứng  f   lim S A S  S ° ° ° ° Ví dụ: - Áp suất - ng suất ma sát Tensor trạng thái ứng suất   xx  xy  xz       yx  yy  yz    zx  zy  zz     ij  ji  z  x  y x  z 10