TIỂU LUẬN CƠ HỌC CHẤT LƯU - NHÓM 6 - ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm bài tiểu luận giờ đã hoàn thành. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn : Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập và làm tiểu luận. Sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của Thầy Ths Nguyễn Sĩ Dũng, giảng viên bộ môn cơ lưu chất, Thầy đã nhiệt tình giảng giải và phân tích cho chúng em hiểu rõ về những vấn đề thắc mắc của chúng em đặt ra trong quá trình làm và những giờ học tại lớp. Thư viện trường đã tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu tham khảo và học tập đạt kết quả cao trong suốt quá trình làm tiểu luận. Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời lượng môn học và trình độ có hạn, nên trong quá trình làm tiểu luận không thể tránh những thiếu xót . Rất mong nhận được sự góp ý , nhận xét ,đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của Thầy và các bạn để bài tiểu luận của nhóm em được hoàn thiện hơn . Chúng em chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 1 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Chương 1 : Bài 1.10 1 Bài 1.11 1 Chương 2 : Bài 2.14 3 Bài 2.17 3 Bài 2.27 5 Bài 2.37 6 Chương 3 : Bài 3.10 7 Bài 3.11 8 Chương 4 : Bài 4.21 9 Bài 4.31 10 Bài 4.41 11 Chương 8 : Bài 8.18 16 Bài 8.28 17 Tài liệu tham khảo 20 BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 2 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 CHƯƠNG 1 : TÍNH CHẤT LƯU CHẤT 1.10. Một trục máy D=75mm chuyển động đều v =0,1 m/s dưới tác dụng của lựcF=100N . Lớp dầu bôi trơn trong ổ trục dày t=0,07mm. Xác định độ nhớt của dầu. Giải Ta có sơ đồ phân bố vận tốc như hình F ms = F ms .dy = .A.du du = u = + C Tại vị trí : y = 0 thì u = 0 C = 0 Tại vị trí y = t thì u = V V = = so với F ms = BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 3 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 (*) Vậy từ đây ta có thể sử dụng (*) mà không cần chứng minh lại nữa Ta có: = = .2 . .L. = F = 1.486 ( NS/m 2 ) Vậy = 1.486 ( NS/m 2 ) 1-11. Một lớp chất lỏng mỏng Newton (trọng lượng riêng , độ nhớt ) chảy trên mặt phẳng nghiêng 1 góc , chiều dày t . Phía trên chất lỏng tiếp súc với không khí .Xem như giũa chất lỏng và không khí không có ma sát . Tìm biểu thức của u theo y . Có thể xem quan hệ u theo y tuyến tính được không? Giải: Xét tại một lớp vi phân chất lỏng nào đó với y là khoảng cách từ lớp đó đến tâm O Thì lớp đó chịu tác dụng của các lực , , ms F N G → → → Với G → là trọng lượng do các lớp ở phía trên tác dụng lên lớp ta xét BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 4 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 vì chuyển động của lớp chất lỏng xem như la chuyển động đều nên . 0 ms F F N G → → → → → = + + = ∑ (*) Chiếu (*) lên ox : Mặt khác: . . ms du du F A dy dy µ µ = = (A = 1m 2 ) ⇒ . ( ) du t y Sin dy µ γ α = − ⇒ ⇒ 2 .( ). 2 y ty Sin u C γ α µ − = + Tại vị trí y = 0 thì u = 0 ⇒ C = 0 ⇒ 2 .( ) 2 y ty Sin u γ α µ − = 2.17. Xác định chiều cao x,y từ mặt thoáng của chất lỏng trong bình đến mặt chất lỏng trong hai áp kế tuyệt đối như hình vẽ Biết rằng áp xuất không khí trong bình P 0 = 101,35 KPa. Áp suất hơi của alcohol là 11,72 KPa, của Hg là 16,06.10 -5 BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 5 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Giải: Gọi áp suất trên mặt thoáng alcohol là: al P Gọi áp suất trên mặt thoáng thủy ngân là: Hg P Ta có: )22.1( 0 ++= yPP alA γ (1) )22.1( +++= yxPP alalA γ (2) 22.1. HgBA PP γ += (3) Từ (1) và (2) : xPP alal . 0 γ += )(56,11 81,9.10.79,0 10.72,1110.35,101 3 33 0 m PP x al al = − = − =⇒ γ (m) Từ (3): 22.1. HgBA PP γ += = 77,16222,1.81,9.10.6,1310.10.06,16 335 =+ − (KPa) Từ (1) 92,7 81,9.10.79,0 10.35,10110.77,162 22,1 3 33 = − =+⇒ y (m) ⇒ y = 6,7 (m) Vậy ta được: x = 11,56 (m) BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 6 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 y = 6,7 (m) 2.27. Một nắp đậy AB hình tròn đường kính 0,5m dung để đậy kín bể chứa chất lỏng , bể chứa 1 lớp nước cao 2m và một lớp dầu cao 2m ( , áp suất dư của không khí trong bình là . Xác định áp lực của nước tác dụng nên của van Giải: BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 7 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 2.37. Bồn chứa đầy dầu được dậy bằng van hình trụ bán kính R=2m, dài 5m . Xác định lực do nước tác dụng lên van Giải: Từ đó ta xét trường hợp cụ thể: (* ? (Tác dụng lên mặt cong EB) (Tác dụng lên mặt cong BCE) Ta chia mặt cong EB thành 2 mặt cong là EC và CB thì BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 8 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Xét Với Xét Với và Vậy 2-47. Ba ống nghiệm thẳng đứng đường kính bằng nhau, thông với nhau như hình vẽ . Khi ở trạng thái tĩnh thì mực nước có chiều cao = 60 cm . ống quay đều quanh trục AB BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 9 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 với vận tốc 150 v/p . Bỏ qua độ nghiêng của nước trong ống . tính áp suất tại A,B,C và D trong 3 trường hợp : a. Để hở cả A,C,E b. Nút kín ống giữa tại A c. Tháo nút ở A và nút kín ở C Giải: a) Để hở cả A, C, E: Đối với trường hợp này khi quay ống với vận tốc ω do lực hướng tâm nên nước ở trong ống A bị tụt xuống một đoạn h còn ở 2 đoạn ống E, C thì dâng lên 1 đoạn h/2 phương trình mặt đẳng áp : ( ) 2 2 2 2 x y z g ω + = Tại C’: 2 2 . 3 2 2 2 h r h z h g ω = + = = 2 2 1 . . 3 r h g ω ⇒ = với 2 2 1 15,7 .0,2 . 0,335 3 9,81 h ⇒ = = (m) +) Tại A: 0 A a P P = = (vì ống xem như có đường kính nhỏ) BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 10 [...]... trong ống Độ chênh mực thủy ngân (13 ,6) trong ống đo áp là h = 6mm Xác định vận tốc tại A BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 14 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Giải: Xét khối chất lỏng nằm giữa 2 mc ( 1-1 ) và ( 2-2 ) Ta có: Mà Ta chỉ xét về độ lớn nên tránh để < 0: = 1,33 m/s BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 15 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Vậy : Bài 4.31 Bơm ly tâm hút nức từ giếng lên Lưu lượng Q = 25 lít/s Đường kính ống... quay làm chất lỏng không chuyển động nên áp suất tại A giảm ( PA = PCK < 0 ) Phương trình đẳng áp: Tại C : z= ω2 ( x 2 + y 2 ) 2g = + Tại A : -3 2 = -1 0 9,81.0,5 = - 4905 (N/m ) Vậy = - 4,905 ( Kpa) BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 11 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 + Tại B : PB = PA + zo = -4 905 + 9,81.103.0 ,6 = 0.981 ( Kpa) Vậy = 0,981 ( Kpa) +Tại C : zo = 9,81.103 0 ,6 = 58 86 (N/m2) + Tại D: Vậy = 5,8 86 ( Kpa)... l / = 6 - 0,5 + = 6, 28 ( m ) 2 2 g D / => hd = / cb 0,0172 .6, 28.1,7582 = 0,17 2.9,81.0,1 h = ( k m + ku ) V2 2g = ( 1 + 2,2 ) 1,7582 = 0,5 2.9,81 1,7582 pA  = 1,8 + + 0,17 + 0,5 = 2 ,62 7 2.9,81 λ BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 22 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Vậy - Nhóm 6 pA = 2,272 hay p A = - 2,10 16 γ H 2O λ 8.28 : Nước chảy tự do ra khỏi bể chứa qua một vòi Vận tốc tia nước tại miệng vòi đo được là V = 2, 56 m/s... Xét khối chất lỏng giữa 2 mặt cắt ( 1-1 ) và ( 2-2 ) z1 + 2 2 p αV p1 α1V1 z2 + 2 + 1 2 + h f + = λ λ 2g 2g Đối với bài toán này có thể xem α1 = α 2 =1 z1= 0 , p1= pa , pck = pa – p2 => p2= pa- pck và Vì A1 >> A2 nên V2 >> V1 suy ra V1 =0 => V22 p −p pa ck + = z2 + a + hf λ 2g λ BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 16 Đại Học Công Nghiệp TPHCM => z 2 = Và hf 2 pck V2 - hf λ 2g Nhóm 6 với pck = 7.103 9,81 = 68 670 (N/m2)... Phương trình Bernuolli cho khối chất lỏng giửa hai mặt cắt 1-1 và 2-2 BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 17 Đại Học Công Nghiệp TPHCM z1 + + = z2 + Nhóm 6 + (có thể coi + hf 1-2 ) hf 1-2 = z2 - z1 + + Ta có : z1 = ½ ( H + L1) + (H + L2) – ( H+ L1) = ½ 8,3 + 9,3 - 8,3 = 5,15 (m) z2 = ½ hc= 0,35 (m ) P1= ½ (H + L1) = 9,81 103 ½ 8,3 = 40711,5 ( N/m2) P2= ½ hc = 9,81 103 ½ 0,7 = 3433,5 ( N/m2) Lưu lượng qua 1m chiều dài đập... Vậy = 9,81 103(0, 6- 0 ,25) = 3,43 (Kpa) = h = 9,81.103.0,25= 2,4525 (Kpa) = 2,4525 ( Kpa) BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 12 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 + Tại D: PD = PC + zo = 2452,5 + 9,81.103.0 ,6= 8,33 (Kpa) Vậy = 8,33 ( Kpa) → 3-1 0 Xác định diều kiện cho các giá trị để cho vectơ u sau đây là vectơ vận tốc của lưu chất không nén được → + u Giải: → Xét u + Phương trình vi phân liên tục vì chất lưu không nén... + δ + δ = 0 là diều kiện để lưu chất không nén được x y z Mà δ u y δ u x δ u = a1 , = b1 , z = c1 δx δy δz ⇒ Điều kiện là: BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 13 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 3-1 1 vận tốc của một chuyển động không ổn định của lưu chất không nén được như sau: → u Xác định thành phần vận tốc Giải: → Ta có: u δ u y δ u x δ u z = 2x ; =0 ; δx δz δy δ u δ u δ u y x z Vì lưu chất không nén được nên δ +... MÔN CƠ LƯU CHẤT 19 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Giải Phương trình Bernoulli cho khối chất lỏng giữa 2 mặt cắt ( 1-1 ) và ( 2-2 ) z1 + 2 p1 α1V1 p α V2 + = z 2 + 2 + 2 2 + h f 1−2 2g λ λ 2g Với p1 = p2 = pa = 0 ; α1 = α 2 =1 Vì A1 >> A2 nên V2 >> V1 suy ra V1 =0 V22 V2 h f 1−2 ⇔ z1 - z 2 = 2 + h f 1−2 Ta có : z1 = z 2 + + 2g 2g (*) h f 1−2 = hd + hcb (*) tính hd = ? hd = λ l.V 2 2 g D với l = ( 6- 0 ,5)... 8L m3/s Nên ta có: = = = 0, 96 (m3/s) = = = 11,43 (m3/s) hf 1-2 = 5,15 – 0,35 + + = 1,99 (m) Vậy hf 1-2 = 1,99 (m) (*) tính lực tác dụng lên đập: Lực tác dụng lên đập cũng là lực do đập tác dụng lên khối chất lỏng nhưng ngược chiều Xét lực tác dụng lên khối chất lỏng + trọng lực : trong trường hợp này ta bỏ qua trọng lực BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 18 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 + lực tác dụng tại 2 mặt cắt:... - z 2 = ( + k m + ku + kv 4 ) + 4 d d 2g d 2g V2 ⇔ z1 - z 2 = D4 λ.l k m + ku + ( kv +1) 4 ] [ + d 2g d V2 0,14 λ 11,82 Thay số vào : 3 ,6 = [ + 1 + 2,2 + ( 1 + 0,1) ] 0,1 0,054 2.9,81 V2 => V = 70 ,63 2 Tiến hành giải bằng phương pháp lặp 118,2.λ + 20,8 V Re ∆/ D λ V ( m/s) ∞ ∞ 0,0 065 0,017 1,759 1,1759 1,4 104 0,0005 0,0172 1,758 BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 21 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Re = VD = υ V D.ρ µ Nhóm . 92,7 81,9.10.79,0 10.35,10110.77, 162 22,1 3 33 = − =+⇒ y (m) ⇒ y = 6, 7 (m) Vậy ta được: x = 11, 56 (m) BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 6 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 y = 6, 7 (m) 2.27. Một nắp đậy AB hình. thủy ngân (13 ,6) trong ống đo áp là h = 6mm . Xác định vận tốc tại A. BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 14 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 Giải: Xét khối chất lỏng nằm giữa 2 mc ( 1-1 ) và ( 2-2 ) Ta có: Mà. khối chất lỏng giửa hai mặt cắt 1-1 và 2-2 BỘ MÔN CƠ LƯU CHẤT 17 Đại Học Công Nghiệp TPHCM Nhóm 6 z 1 + + = z 2 + + + h f 1-2 (có thể coi ) h f 1-2 = z 2 - z 1 + + Ta có : z 1 = ½ ( H