ĐỘNG lực học CHẤT LỎNG

CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG 3.1 Các khái niệm chung 3.1.1 Các định nghĩa a) Lưu lượng và vận tốc chuyển động của chất lỏng Định nghĩa “ Lưu lượng chất lỏng lượng chất lỏng chảy qua tiết diện ngang ống dẫn đơn vị thời gian” Vận tốc trung bình của chất lỏng Vận tốc trung bình chất lỏng vận tốc chất lỏng chảy ống tính lượng thể tích chất lỏng chảy qua đơn vị thiết diện đơn vị thời gian” “ v   , m/s f b) Độ nhớt của chất lỏng * Theo Newton : S    F d ,N dn S lực ma sát bên chất lỏng, N F diện tích tiếp xúc lớp chất lỏng , m2 d dn gradien vận tốc μ hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào chất của chất lỏng được gọi độ nhớt động lực của chất lỏng N.s/m2 * Độ nhớt động học kí hiệu   ,  m /s c) Sức căng bề mặt Bề mặt chất lỏng được tập hợp lớp phần tử chất lỏng sát liền với lớp bề mặt tiếp xúc với môi trường xung quan Lớp phân tử chịu lực hut phân tử lớp bên lớn lực hút môi trường xung quanh Vì vậy bề mặt xuất một lớp áp lực theo phương pháp tuyến với bề mặt phân giới chất lỏng môi trường hướng vào lòng chất lỏng Do áp lực mà chất lỏng có xu hướng thu hẹp bề mặt của để tạo một bề mặt mới đòi hỏi phải tốn một công Công cần thiết để tạo một bề mặt mới của chất lỏng gọi là: sức căng bề mặt, kí hiệu σ Đơn vị đo sức căng bề mặt N/m 3.1.2 Chế độ chuyển động của chất lỏng a) Chảy dòng và chảy xoáy Số Reynolds sử dụng tiêu chí để phân loại dòng chảy theo độ rối nó: Dòng chảy có Re ≤ 2300 dòng chảy tầng; (Chảy dòng ) Dòng chảy có 104 > Re > 2300 dòng chảy chuyển tiếp từ chảy tầng sang chảy rối; Dòng chảy có Re ≥ 104 dòng chảy rối; ( Chảy xoáy ) b)Chuyển động không ổn định ổn định c) Bán kính thủy lực *Với ống tròn đường kính d ta có :f  d d2 U d f d  rtl    U d *Đối với ống hình chữ nhật dang a.b ta có: f ab rtl   U a  b d) Phương trình liên tục của dòng chảy ổn định Theo phương trình dòng liên tục : m1  m2  m3  const  f111  f 22 2  f33 3  const Nếu chất lỏng không bị nén ép tức ρ1= ρ2= ρ3 : f11  f 22  f33  const Trong trường hợp ống có chia nhánh f11  f 22  f33 3.4.3.2 Phân loại bơm pittong a) Bơm tác dụng đơn 3.4.3.2 Phân loại bơm pittong a) Bơm tác dụng đơn b) Bơm tác dụng kép Bầu khí Nối với động Pittong c) Bơm vi sai Bầu khí Van đẩy Nối với động Van hút d) Bầu khí tác dụng của bầu khí Bầu khí ống hút ống đẩy có tác dụng làm cho chất lỏng ống hút được đặn nhờ có bầu khí mà chất lỏng chuyển động không khoảng ngắng bầu khí xilanh của bơm Tuy bầu khí có tác dụng vậy một số trường hợp bơm vận chuyển chất đốt cấu tạo bầu khívì không khí bầu khí dễ trộn với chất đốt bay lên dễ tạo thành hỗn hợp cháy nổ rất nguy hiểm e) Cấu tạo của pittong , xilanh van bơm 3.4.3 Các loại bơm khác (Xemvideo) 3.4.4 Bơm li tâm a) Nguyên tắc làm việc của bơm li tâm Van chiều Van chiều b)Hiện tượng xâm thực bơm li tâm Khi bơm làm việc , ống hút hay bộ phận bơm áp suất đột ngột hạ suống thấp áp suất bão hòa ( trường hợp độ chân không tăng nhanh ) chất lỏngnở bốc tạo thành khí hòa tan vào chất lỏng Khí đến cửa cánh guồng có áp suất lớn ngưng tụ phá vỡ túi khí tạo thành khoảng trống chất lỏng dồn gây nên va đập thủy lực Những va đập thường có áp suất lơn làm ồn rung chuyển bơm có thể phá hỏng bơm, tượng gọi tượng xâm thực của bơm Nếu tượng xâm thực của bơm với tượng ăn mòn hóa học xảy bơm rất nhanh hỏng Để tránh hiệntượng xâm thực người tacần tăng áp suất chất lỏng cửa vào của bơm cách giảm chiều cao hút (như đặt bơm thấp mực chất lỏng bể hút, cánh guồng cần được chế tạo vật liệu có độ bền học cao chịu được va đập 3.4.5 So sánh loại bơm và ứng dụng Ƣu điểm li tâm Nhƣợc điểm Ƣu điểm bơm pittong Trƣờng hợp đặc biệt [...]... trong bình thay đổi 3.3 Trở lực trong ống dẫn chất lỏng Phường trình chung cho chất lỏng thực khi chảy ra khỏi ống dẫn có dạng H 2 2g  hm (3.26) Đại lượng hm đặc trưng cho tổn thất thế năng riêng của chất lỏng chuyển động do trở lực của đường ống * Có 2 loại trở lực •Trở lực do ma sat chất lỏng lên thành ống, gọi tắt là trở lực ma sat kí hiệu là h1 •Trở lực do chất lỏng thay đổi... năng riêng tổn thất Nên với chất lỏng thực phương trình Becnuly được phát biểu “ Đối với một tiết diện bất kỳ của ống dẫn trong đó chất lỏng thực chảy qua khi chế độ chảy ổn định thì tổng của thế năng riêng vận tốc, thế năng riêng áp suất, thế năng riêng hình học và thế năng riêng mất mát là một đại lượng không đổi” 3.2.4 Ứng dụng của phương trình Becnuly trong việc đo lưu tốc và lưu lượng... lưu lượng trong ống dẫn p1  p2 4 3 V  R m / s 8 l e) Phương trình tính lưu lượng trong ống dẫn Ta có lực ma sát xuất hiện khi chất lỏng chuyển đông được biểu thị theo định luật Newton : d S   .F t , N dr Mặt khác ở trạng thái chảy dòng ổn định thì có sự chênh lệch áp lực ở các mặt cắt dọc theo ống : P  P1  P2   r 2 p1   r 2 p2 , N Theo định luật về chuyển động ta có... p  z  const 2g g  3.15  3.16  3.14  z p  htt g 2 2g Đặc trưng cho thế năng riêng hình học Đặc trưng riêng cho áp suất thủy tĩnh (hay chiều cao pezomet)  hdl Đặc trưng cho thế năng riêng vận tốc hay thế năng riêng Có thể biểu thị H tp  2 2g z p  const g  3.17 “Trong chuyển động từng năng lượng riêng có thể thay đổi nhưng tổng của chúng luôn luôn là một hằng số “ Nên (3.17)... của ống như đột thu, đột mở, van, khóa…gọi là trở lực cục bộ kí hiệu là hcb Vậy tổng quát: hm  h1   hcb 3.27 Để thuận tiện người ta biểu diễn thế năng riêng mất mát qua một phần thế năng riêng vận tốc tức là : h1  1  2 2g  , hcb1  2 2 2g , hcb 2  3  2 2g .vv Do đó : H  2 2g  hm =  2 1+    2g i (3.28) 3.3.1 Trở lực do ma sat 1  f  l , d ,  , r,Re  Re chuẩn số... lượng dV thì : dV = ωrdf = 2π.r.ωr.dr V   R 0 p1  p2 R 2 2 r df   2 rr dr  R  r  2 rdr   0 0 4l p  p2 V  1  R 4  m3 / s  8 l R 3.2 Các phƣơng trình cơ bản về dòng chảy của chất lỏng 3.2.1 Phương trình vi phân chuyển động của Ơle    p x  0 x x  p y  0 y y    p  z    g   0 z  z   3.12 3.2.2 Phương trình Becnuly của dòng nguyên tố... 2g , hcb 2  3  2 2g .vv Do đó : H  2 2g  hm =  2 1+    2g i (3.28) 3.3.1 Trở lực do ma sat 1  f  l , d ,  , r,Re  Re chuẩn số Reynolds đặc trưng cho dòng chảy l  Re   3.3.2 Trở lực cục bộ •Cửa vào và cửa ra của ống •Đột mở, đột thu, và màng chắn •Khuỷu và đoạn ống vòng