Giới thiệu, nội dung môn học Cung cấp các kiến thức cơ bản về các qui luật cân bằng và chuyển động của lưu chất, về sự tương tác của lưu chất với các vật thể chuyển động trong lưu chất hoặc với các thành bao quanh. Ứng dụng các qui luật để tính toán các bài toán cơ bản của lưu chất. Thực hành trong phòng thí nghiệm để hiểu rõ các hiện tượng và các nguyên lý cơ bản của cơ lưu chất. Cơ Học Lưu chất là môn kỹ thuật cơ sở cho tất cả các ngành kỹ sư. Môn học nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các quy luật cân bằng, chuyển động của lưu chất cũng như về sự tương tác của lưu chất với các vật thể di chuyển trong lưu chất hoặc với các thành rắn bao quanh. Môn học này đồng thời cũng trang bị cho sinh viên các phương pháp giải quyết những bài toán ứng dụng cơ bản trong các ngành kỹ thuật: Xây dựng, Thủy lợi, Cấp thoát nước, Hệ thống điện, Cơ khí, Hoá, Tự động thủy khí, Hàng không, Địa Chất - Dầu khí, Môi trường. Bên cạnh đó, sinh viên sẽ thực hiện các thí nghiệm để hiểu rõ các nguyên lý và các hiện tượng cơ bản của cơ lưu chất, làm quen với các thiết bị đo đạc dòng chảy trong phòng thí nghiệm. Ch 1: Mở đầu - Thông tin Thầy/Cô và các vấn đề liên quan đến việc dạy, học và thi - Giới thiệu môn học - Tính chất lưu chất Ch 2:Tĩnh học lưu chất - Các khái niệm về áp suất - Phương trình cơ bản tĩnh học - Tính toán áp suát - Tính toán áp lực lên thành phẳng Ch 2:Tĩnh học lưu chất (tiếp theo) - Tính toán áp lực lên thành cong. - Cân bằng vật trong lưu chất Ch 3: Động lực học lưu chất - Các khái niệm về chuyển động của lưu chất - Phương trình liên tục và các ứng dụng - Phương trình năng lượng Ch 3: Động lực học lưu chất (tiếp theo) - Các ứng dụng phương trình - Phương trình động lượng và các ứng dụng Thực hành -Thí nghiệm : Thủy tĩnh Ch 4: Dòng chảy đều trong ống - Các trạng thái chảy - Phương trình cơ bản và cấu trúc dòng chảy trong ống - Tổn thất năng lượng cục bộ và đường dài trong ống Thực hành -Thí nghiệm : Reynold Ch 4 : Dòng chảy đều trong ống (tiếp theo) - Các bài toán về dòng chảy trong ống : Thực hành – thí nghiệm: Phương trình năng lượng Ch 5: Dòng chảy đều trong kênh hở - Đặc tính dòng đều trong kênh - Tính toán độ sâu, vận tốc và lưu lượng - Thiết kế kênh Thực hành -Thí nghiệm : Dòng chảy qua lỗ Ch 6: Dòng chảy thế và lực nâng lực cản - Khái niệm dòng chảy thế và các định nghĩa hàm thế, hàm dòng. - Hàm thế hàm dòng các chuyển động thế cơ bản - Chồng chập các chuyển động thế và các ứng dụng Thực hành -Thí nghiệm : Mất năng trong ống Ch 6: Dòng chảy thế và lực nâng lực cản (tiếp theo) - Khái niệm về lực nâng lực cản - Đặc trưng dòng chảy bao quanh một vật - Lực cản do ma sát - Lực cản do áp suất - Thí dụ tính toán lực cản - Lực nâng : phân bố áp suất trên bề mặt và dòng chảy xoáy. - Các ví dụ tính toán lực nâng Thực hành -Thí nghiệm : Đo lưu lượng - Đo lưu lượng nước bằng bờ tràn mỏng, bằng ống Ventuary - Đo lưu lượng khí bằng qua lỗ thành mỏng Thí nghiệm – thực hành Thảo luận bài tập về dòng chảy trong ống Thí nghiệm – thực hành Thảo luận bài tập về dòng chảy đều trong ống Thí nghiệm – thực hành Thảo luận bài tập về dòng chảy đều trong kênh hở Thí nghiệm – thực hành Thảo luận bài tập về thế lưu – lực nâng và lực cản Thí nghiệm – thực hành Thảo luận tất cả bài tập trong các chương Kết quả cần đạt được Hiểu được các tính chất vật lý của lưu chất L.O.1.1 – Hiểu các tính chất vật lý của lưu chất như khối lượng, trọng lượng, tính nhớt, tính nén, tính mao dẫn. L.O.1.2 – Ứng dụng công thức Newton tính toán ma sát trên các bề mặt chuyển động. Hiểu được các phương trình cơ bản của lưu chất bao gồm phương trình tĩnh học, phương trình liên tục, phương trình năng lượng và phương trình động lượng L.O.2.1 – Hiểu các bản chất vật lý của phương trình L.O.2.2 – Điều kiện ứng dụng các phương trình Cách ứng dụng các phương trình cơ bản trong các bài toán thực tế L.O.3.1 – Tính toán áp suất và áp lực ở trạng thái tĩnh L.O.3.2 – Tính toán áp suất, vận tốc, năng lượng của dòng chảy lưu chất trong các bài toán thực tế Tính toán dòng chảy trong ống L.O.4.1 – Phân tích cấu trúc dòng chảy trong ống L.O.4.2 – Tính toán các tổn thất năng lượng trong ống L.O.4.3 – Tính toán các yếu tố dòng chảy trong ống (áp suất, vận tốc, năng lượng) Tính toán dòng chảy đều trong kênh hở L.O.5.1 – Đặc tính dòng chảy trong kênh L.O.5.2 – Tính toán độ sâu, vận tốc, lưu lượng dòng chảy trong kênh L.O.5.3 – Thiết kế kênh Dòng chảy thế và lực nâng lực cản L.O.6.1 – Khái niệm dòng chảy thế và hàm dòng hàm thế các chuyển động thế cơ bản L.O.6.2 – Ứng dụng các chuyển động thế L.O.6.3 – Khái niệm về lực nâng lực cản và đặc tính dòng chảy bao quanh vật L.O.6.4 Các công thức tính lực nâng và lực cản Thí nghiệm phân tích các ứng dụng của phương trình cơ bản lưu chất L.O.7.1 – Thí nghiệm phân tích các phương trình cơ bản của lưu chất. L.O.7.2 – Thí nghiệm phân tích dòng chảy trong ống, dòng chảy qua lỗ vòi L.O.7.3 – Thí nghiệm các thiết bị đo áp suất, lưu tốc, lưu lượng Khả năng thảo luận và phân tích các vấn đề liên quan đến cơ lưu chất L.O.8.1 – Hợp đồng nhóm thí nghiệm L.O.8.2 – Cách trình bày thuyết minh, báo cáo thí nghiệm L.O.8.3 – Cách lập luận dựa trên các kiến thức cơ bản để phân tích các vấn đề liên quan đến lưu chất. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Ngọc Ẩn, Nguyễn Thị Bảy, Lê Song Giang, Huỳnh Công Hoài, Nguyễn Thị Phương. Giáo trình Cơ Lưu Chất . ĐH Bách Khoa, Năm 1998 [2] Nguyễn Ngọc Ẩn, Nguyễn Thị Bảy, Nguyễn Khắc Dũng, Lê Song Giang, Huỳnh Công Hoài, Nguyễn Thị Phương, Hồ Xuân Thịnh, Nguyễn Quốc Ý. Bài tập Cơ Lưu Chất. ĐH Bách Khoa, Năm 2011. Sách tham khảo: [1] Hoàng văn Quý và Nguyễn Cảnh Cầm. Thủy lực 1. NXB Giáo dục, 1973. [2] Nguyễn hữu Chí, Nguyễn hữu Dy, Phùng văn Khương, Bài tập Cơ học Chất lỏng ứng dụng. NXB Giáo Dục 1998 [3] Bruce R. Munson, Donald F.bYoung, Theodore H.Okiishi. E-book: Fundamentals of fluid mechanics. John Wiley & Sons Inc. 2006 [4] Subramanya.K. Theory and application of fluid mechanics. Mc.Graw - Hill 1993 Giáo trình/Textbook Cơ Lưu Chất - Ts Nguyễn Thị Bảy.Pdf Cơ Học Chất Lưu (Hoàng Bá Chư).Pdf Introduction To Fluid Mechanics_Robert W.For, Alan T. Mc_Donald.Pdf Cơ Ứng Dụng Cơ Lý Thuyết Sức Bền Vật Liệu
CHƯƠNG TS Nguyễn Thị Bảy I GIỚI THIỆU MÔN HỌC CƠ LƯU CHẤT Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu : chất lỏng chất khí qui luật lưu chất trạng thái tónh động Mục tiêu nghiên cứu : Nhằm phục vụ nhiều lónh vực : �Thiết kế phương tiện vận chuyển : xe hơi, tàu thủy, máy bay, hỏa tiễn �Xây dựng: cấp, thoát nước, công trình thủy lợi (cống, đê, hồ chứa, nhà máy thủy điện ), tính toán thiết kế cầu, nhà cao tầng �Thiết kế thiết bị thủy lực : máy bơm, tua bin, quạt gió, máy nén �Khí tượng thủy văn : dự báo bão, lũ lụt , �Y khoa: mô tuần hoàn máu thể, tính toán thiết kế máy trợ tim nhân tạo �Trong sống ngày, cần nhiều kiến thức CLC Ví dụ: Lực hút hai doàn tàu chạy song song nhau, nồi áp suất, Phân biệt lưu chất : �Lực liên kết phân tử nhỏ → Có hình dạng phụ thuộc vào vật chứa �Không chịu tác dụng lực cắt, lực kéo → Lưu chất môi trường liên tục �Dưới tác dụng lực kéo → Lưu chất chảy (không giữ trạng thái tónh ban đầu) II CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA LƯU CHẤT 2.1 Khối lượng riêng, trọng lượng riêng, tỷ trọng, thể tích riêng: ρ n = 1000kg / m ∆M �Khối lượng riêng: ρ = lim �Trọng lượng riêng: γ = ρg ∆V → Ví dụ: (kg / m ) ∆V ρ kk = 1,228kg / m 1kgf = 9,81N ( N / m ); (kgf / m ); γ n = 9,81.103 ( N / m ) ρ ρn �Tỷ trọng: δ= �Thể tích riêng: V= Sự thay đổi g theo vó độ độ cao: n n F*s Fn Fn F*n- Fn= G: lực trọng trường = Mg Tại xích đạo (ϕ=00): g=9,780 m/s2 Tại vó tuyến ϕ=500 : g=9,810 m/s2 Tại vùng cực: g=9,832 m/s2 g thay đổi theo chiều cao z, z lớn, g giảm lực hút trái đất lên vật giảm Đối với chất lỏng: γ γn ρ F*:Lực hút trái đất (F*s,F*n) F: Lực ly tâm (Fs,Fn) 2.2 Tính nén được: δ= Nếu xem g=const thì: F Fs F* F* s F Fs F*n Sơ đồ lực hút Trái đất, lực ly tâm trọng lực Hệ số nén βp: Suất đàn hồi K: βp = − dV / V0 dp K = − V0 dp dV Hay: K=ρ dp dρ Knước = 2,2 109 N/m2 �K thường dùng cho chất lỏng, số, phụ thuộc vàp áp suất nhiệt độ �Hầu hết loại chất lỏng khó nén nên xem lưu chất không nén �Một dòng khí chuyển động với vận tốc nhỏ thay đổi khối lượng riêng không đáng kể nên xem lưu chất không nén �Khi dòng khí chuyển động với vận tốc lớn 0,3 lần vận tốc âm (khoảng 100 m/s) thi xem lưu chất nén Đối với chất khí, xem khí lý tưởng: pV = RT �Trong trường hợp khí nén đẳng nhiệt: pV = const Hay: Lưu ý: Trong công thức trên, áp suất p áp suất tuyệt đối p = ρ RT Ví dụ 1: Nồi áp lực gồm phần trụ tròn có đường kính d=1000mm, dài l=2m; đáy nắp có dạng bán cầu Nồi chứa đầy nước với áp suất p0 Xác định thể tích nước cần nén thêm vào nồi để tăng áp suất nồi từ p0=0 đến p1=1000at Biết hệ số nén nước βp=4,112.10-5 cm2/kgf=4,19.10-10 m2/N Xem bình không giản nở nén Giải: Gọi V0 ; p0 thể tích áp suất nước trạng thái đầu; để sau nén có: V1 ; p1 thể tích áp suất nước trạng thái sau; Như sau nén thêm nước vào, thể tích nước V1 bình thể tích bình: l ⎛d⎞ ⎛d⎞ V1 = π ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ πl = 2.094395m 3 ⎝2⎠ ⎝2⎠ d Ta có: Thế số vào ta : βp = − β p ∆p.V1 ∆V / V0 ∆V /( V1 − ∆V ) =− ⇒ ∆V = ∆p ∆p β p ∆p − ∆V = V1 - V0 = -89.778lít Vậy cần nén thêm vào bình 89.778 lít nước Ví dụ 2: Dầu mỏ nén xi lanh thép thành dày tiết diện hình vẽ Xem thép không đàn hồi Cột dầu trước nén h=1,5 m, mực thuỷ ngân nằm vị trí A-A Sau nén, áp suất tăng từ at lên 50 at, mực thuỷ ngân dịch chuyển lên khoảng ∆h=4 mm Tính suất đàn hồi dầu mỏ Giải: Dầu mỏ nước A Thép Hg βp = − ∆V / V0 S.∆h / S.h ∆h =− = = 5.44E-10 ∆p ∆p ∆p.h ⇒K = = 1.84E+ 09 βp N/m2 m2 / N A h Ví dụ 3: Một bình thép tích tăng 1% áp suất tăng thêm 70 MPa Ở điều kiện chuẩn, bình chứa đầy nước 450 kg ( ρnước=1000kg/m3) Biết Kn=2,06.109 Pa Tìm khối lượng nước cần thêm vào (ở điều kiện chuẩn) để tăng áp suất bình lên 70 MPa Giải cách 1: Thể tích bình lúc đầu VB tính sau: VB = 450 = 0.45m 1000 Gọi V0 ; p0 thể tích áp suất nước trạng chuẩn ban đầu; để sau nén có: V1 ; p1 thể tích áp suất nước trạng thái sau; Như sau nén thêm nước vào, thể tích nước V1 bình thể tích bình: V1 = VB + 1% VB = 0.4545m Ta coù: K = −V0 ∆p K.V1 ⇒ V0 = = 0.470487m3 (V1 − V0 ) K − ∆p Như vậy, thể tích nước cần nén thêm vào bình (tính với điều kiện chuẩn): là: ∆V = V0 - V1 = 0.020487m Tương ứng với khối lượng: ∆M = 20.48744kg Ví dụ 3: Một bình thép tích tăng 1% áp suất tăng thêm 70 MPa Ở điều kiện chuẩn, bình chứa đầy nước 450 kg ( ρnước=1000kg/m3) Biết Kn=2,06.109 Pa Tìm khối lượng nước cần thêm vào (ở điều kiện chuẩn) để tăng áp suất bình lên 70 MPa Giải cách 2: Thể tích bình lúc đầu VB tính sau: VB = 450 = 0.45m 1000 Goïi V0 ; p0 thể tích áp suất nước bình trạng ban đầu; V0=VB V1 ; p1 thể tích áp suất nước nước bình trạng thái sau; Như sau nén bình rỗng thể tích là: ∆V1 = (V0 - V1 ) + 1%VB = −∆V + 1%VB − V0 ∆p V ∆p ∆p ⇒ ∆V = ⇒ ∆V1 = + 1%VB = 0.019791m3 ∆V K K ∆V1 thể tích phần rỗng mà ta cần bổ sung nước thêm vào bình ứng với áp suất p1 Để tính thể tích nước ∆V0 tương ứng với điều kiện áp suất p0, ta cần tính lại lần qua suất đàn hồi K: ∆p K.∆V1 K = −∆V0 ⇒ ∆V0 = ⇒ ∆V0 = 0.020487m3 ∆V1 − ∆V0 K − ∆p Ta có: K = −V0 Như vậy, thể tích nước cần nén thêm vào bình (tính với điều kiện chuẩn p0) : là: ∆V0 = 0.020487m Tương ứng với khối lượng: ∆M = 20.48744kg Ví dụ 4: Nén khí vào bình thép tích 0,3 m3 áp suất 100at Sau thời gian bị rò, áp suất bình lại 90 at Bỏ qua biến dạng bình Tìm thể tích khí bị rò ứng với đ kiện áp suất khí trời pa=1at Xem trình nén đẳng nhiệt Giải Gọi V0 ; p0 thể tích áp suất khí bình trạng chuẩn ban đầu; V1 ; p1 thể tích áp suất khối khí trạng thái sau; Ta có: V0 p = V1p1 ⇒ V1 = V0 p = 0.333333m p1 (V1-V0)=∆V thể tích khí bị (vì bình chứa lại V0), ứng với áp suất 90 at : Để tính thể tích khí ∆Va tương ứng với điều kiện áp suất pa, ta cần tính lại lần : ∆V.p1 = 3m pa 2.3 Tính nhớt: du n dn Chất lỏng Newton chảy tầng ⇒ Định luật ms nhớt Newton: τ ="−" µ µ : [kg /(m.s); N /( sm ); Pa.s, poise];1 poise = 0,1kg /(m.s ) µ ν = : [m / s; stokes];1st = 10 − m / s ρ Như lực ma sát nhớt tính Fms = τA µ tăng nhiệt độ tăng Chất khí: p tăng Chất lỏng: µ tăng Chất khí : µ không đổi p thay đổi m ng i B l.c n τ to n to ew iN l.c on wt e N Ph Haàu hết loại lưu chất thông thường nước, xăng, dầu thỏa mãn công thức Newton, nhiên có số chất lỏng (hắc ín, nhựa nóng chảy, dầu thô ) không tuân theo công thức Newton gọi chất lỏng phi Newton, chất lỏng thông thường chảy trạng thái chảy rối không tuân theo công thức Newton ew Chất lỏng Newton phi Newton nhiệt độ tăng iN Hệ số nhớt phụ thuộc vào áp suất: Chất lỏng: µ giảm Ph Hệ số nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ : A l c Tính chất hệ số nhớt µ : u l c ∆Va = l.c lý tưởng du/dn Ví dụ 5: Đường ống có đường kính d, dài l, dẫn dầu với hệ số nhờn µ, khối lượng riêng ρ Dầu chuyển động theo quy luật sau: u=ady-ay2 (a>0; 0 EB =zB nước chảy từ J đến B; ngược lại, nước không chảy) Giả sử nước không chảy từ J đến B ( nghóa EJ < EB) Như ta có Q2=0; Q1=Q3=Q Q2 Q2 Q2 Q2 Q2 z A = E A = E J + 12 L1 = E C + 12 L1 + 32 L3 = z C + 12 L1 + 32 L3 Ta coù: K1 K1 K3 K1 K3 ⎡L L ⎤ zA − zC z A − z C = Q ⎢ 32 + 12 ⎥ ⇒ Q = Suy ra: ⎡ L3 L1 ⎤ ⎣ K K1 ⎦ ⎢K2 + K2 ⎥ Thế số vào ta Q = Q1 = Q3 = 126 lít/s ⎦ ⎣ Ta tính lại: E J = E A − Q12 Ta thấy EJ < zB nên nước L số được: EJ = 6,33m chảy ống K1 từ J đến B điều hợp lý Trong trường hợp đề cho zB < EJ (ví dụ zB=5m) giả sử ban đầu không Ta phải giả sử lại có nước chảy từ J đến bể B ống Q1 = Q2 + Q3 (1) Lúc theo phương trình liên tục:: Q12 (2) L1 Theo phương trình lượng: K12 ⎛ Q2 V Q2 L ⎞ E J = E B + 22 L = z B + B + 22 L = z B + Q 22 ⎜ + 22 ⎟ (3) K2 2g K ⎝ A 2g K ⎠ Q E J = E C + 32 L3 (4) K3 Ta thành lập hệ phương trình, với ẩn số: Q1; Q2; Q3; EJ ta giải sau: (Q + Q )2 (Q )2 E J = z A − 2 L1 = z C + 32 L3 Kết hợp phương trình (1) (2) (4) ta có: (5) K1 K3 Q 32 L2 ⎞ 2⎛ z B + Q ⎜⎜ + ⎟⎟ = z C + L Kết hợp phương trình (3) (4) ta có: (6) K3 ⎝ A 2g K ⎠ ⎛ L ⎞ (z B − z C ) + Q 22 ⎜⎜ + 22 ⎟⎟ Từ phương trình (6) suy : ⎝ A 2g K ⎠ K (7) Q3 = L3 Thay Q3 từ (7) vào (5) : EJ = EA − ⎛ ⎛ L ⎞ ⎞ ⎜ Thế số vào (8) giải ta được: (z B − zC ) + Q22 ⎜⎜ + 22 ⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎜ Q2 = 24,3 lít/s ⎝ A2 2g K2 ⎠ ⎟ ⎜ Q2 + K3 Thế giá trị Q2 vào (7), giải được: (8) L3 ⎟ ⎜ Q3 = 109,2 lít/s ⎟⎟ ⎜⎜ ⎛ L2 ⎞ Và từ (1) ta suy ra: ⎠ ⎝ 2⎜ ⎟ = + + zA − L z Q B ⎜ A2 2g K2 ⎟ Q1 = 133,5 lít/s K12 ⎝ 2⎠ ĐƯỜNG ỐNG6 TS Nguyễn Thị Bảy - ĐHBK HCM -Bài Giảng CLC Tại Chức Ví dụ 5: Máy bơm nước từ bồn đến bồn hình vẽ Đường ống nối hai bồn có đường kính 10cm, dài L=25m, có hệ số tồn thất dọc đường λ=0.03 H=20m Q=10 lít/s Tìm công suất bơm H=20m V= Q Q4 = = 1,273m / s A πd hd = λ 2 LV 25 V = 0.03 = 0.619m D 2g 0.1 2g B E1 + H B = E + h d ⇒ H B = E + h d − E1 = 20 + 0.619 = 20.619m N = γQH B = 9.81*1000 *10 *10 −3 * 20.619 = 2022 W Ví dụ 6: Máy bơm nước từ giếng lên hình vẽ Lh=10m, Ld=5m có hệ số tồn thất dọc đường λ=0.03 H=14m ξv=0.5; ξch=0.7 V=30m/s Tìm Q, hc,hd, N d=5 cm V1 Q = AV1 = 0.059m / s Q = 7.51m / s A V2 7.512 h cv = ξ v = 0.5 = 1.41m 2g * 9.81 V2 7.512 h ch = ξ ch = 0.7 = 2.04m * 9.81 2g V= V h c = h v + h ch = 3.44m hd = λ H=14m B LV 15 7.51 = 0.03 = 12.9m D 2g 0.1 * 9.81 h f = h c + h d = 16.34m D=10cm ⎛ V12 ⎞ 30 ⎟ + h f − z = 14 + E + H B = E1 + h f ⇒ H B = ⎜⎜ z1 + + 16.34 = 76.21m 2g ⎟⎠ * 9.81 ⎝ N = γQH B = 9.81*1000 * 0.059 * 76.21 = 44.1KW ĐƯỜNG ỐNG7 TS Nguyễn Thị Bảy - ĐHBK HCM -Bài Giảng CLC Tại Chức Ví dụ 7: L1=600m; D1=0.3m; λ1=0.02; Q1=122 lít/s L2=460m; D2=0.47m; λ2=0.018; Tính hd1; Q2 ; Q Q V1 = = 1.762m / s Q A A1 600 1.726 L1 V1 = 0.02 = 6.08m h d1 = λ1 0.3 * 9.81 D1 2g D 2g L V2 = 2.56m / s h d1 = h d = λ 2 ⇒ V2 = h d1 L2 λ2 D 2g ⇒ Q = V2 A = 0.44m / s Q1,L1,d1, λ1 B Q2,L2,d2, λ2 ⇒ Q = Q1 + Q = 0.562m / s Ví dụ 8: L1=600m; D1=0.3m; λ1=0.02; L2=460m; D2=0.47m; λ2=0.018; Cho ∆pAB=500Kpa; Tìm Q1 ; Q2 500 *1000 = 50.97 m 9.81*1000 D 2g 0.3 * 9.81 ⇒ V1 = h d1 = 50.97 = 5m / s L1 λ1 600 0.02 E A = E B + h d1 ⇒ h d1 = E A − E B = ⇒ V2 = h d1 D 2g 0.47 * 9.81 = 50.97 = 7.534m / s L2 λ2 460 0.018 Ví dụ 8: L1=600m; D1=0.2m; n1=0.02; L2=460m; D2=0.2m; n2=0.02; Chỉ tính tới tổn thất cục van Cho H=10m; Tính Q1; Q2 ; Q E = E B + h d1 + h cv VB2 ⇔ z0 = z B + ⇔H= 2g + Q2 Q2 Q2 + 12 L1 + 2 2gA K1 2gA h f = h f ⇔ h d1 + h cv = h d A (1) Thế vào p.tr 1, ta coù: Q12 Q12 Q 22 ⇔ L1 + ξ v = L2 K1 2gA K 22 B (3) ⎛ ⎛ L1 ⎞ 2⎞ ⎜ ⎜ + ξ v ⎟ K ⎟ = F.Q1 ⎟ ⎜⎜ K ⎟ ⎝ ⎝ 2gA ⎠ L ⎠ ⎛L Q2 ⎞ 2.144 Q12 ⎞ ⎛ L1 ⎟ ⎟= ⎜ Q + Q12 ⎜⎜ 12 + + + 1⎜ 2 ⎟ 2 ⎟ 2gA 2gA ⎝ K1 2gA ⎠ ⎝ K1 2gA ⎠ H = 0.027 m / s 2.144 ⎛ L1 ⎞ ⎟ +⎜ + 2gA ⎜⎝ K 2gA ⎟⎠ Q1,L1,d1, n1 H Với F=1.144 Q = Q1 + FQ1 = 2.144Q1 H= Van, ξv=0.9 Q2,L2,d2, n2 (2) Từ p.tr 3, suy ra: Q ⎛⎜ L1 + ξ v ⎞⎟ = Q L ⇒ Q = Q 1⎜ 2 2 ⎟ K 22 ⎝ K1 2gA ⎠ Từ p.tr 2, suy ra: ⇒ Q = V2 A = 1.307 m / s Q12 V12 + ξ L v K12 2g Q = Q1 + Q Q1 = ⇒ Q1 = V1A1 = 0.353m / s ⇒ Q = 1.144 * Q1 = 0.03m / s ⇒ Q = Q1 + Q = 0.057 m / s ĐƯỜNG ỐNG8 TÀI LIỆU THAM KHẢO MÔN CƠ LƯU CHẤT Giảng viên : TS Nguyễn Thị Bảy Bài giảng Cơ Lưu Chất- Nguyễn Thị Bảy Gíao trình lưu chất - Bộ môn Cơ lưu Chất Bài tập Cơ lưu Chất Nguyễn thị Phương Lê song Giang ( BM Cơ lưu Chất ) Bài tập Cơ học Chất lỏng ứng dụng Nguyễn hữu Chí, Nguyễn hữu Dy, Phùng văn Khương (có thư viện ĐHBK) Thủy lực ( Tâp I) Nguyễn văn Tảo , Nguyễn cảnh Cầm Fundamental of Fluid mechanics Phillip M Berhart, Richard J Gross, John I Hochstein Second edition, Addison wesley Publising Company Inc 1985 Applied Fluid Mechanics- Robert L Mott , Fourth edition , Macmillian Publishing Company, 1990 Fluid mechanics John Doughlas, Janusz M Gasiorek , John A Swaffiield Fourth edition, Prentice Hall, 2001 E-book : Fluid Mechanics , Frank M White , 1994 10 E-book : Shaums interactive Fluid mechanics Giles R.V et al 11 Web: https://ecourses.ou.edu/cgi-bin/ebook.cgi?doc=&topic=fl Chean Chin Ngo, Kurt Gramoll 12 Website : www.engin.umich.edu 13 2500 solved problems in Fluid mechanics and hydraulics Jak B Evett, Ph.D and Cheng Liu, Ph.D McGraw-Hhill Book Company (có Bm CLC) NỘI DUNG GIẢNG DẠY I Mở Đầu: Giới thiệu môn học, tính chất lưu chất, lực tác dụng lên lưu chất II Tónh học lưu chất: Nghiên cứu lưu chất trạng thái tónh, phương trình đặc trưng cho lưu chất trạng thái tónh, từ rút quy luật phân bố áo suất điểm môi trường lưu chất tónh, cách tính áp lực lưu chất lên bề mặt vật (chương có hai phần: tónh tuyệt đối tónh tương đối) III Động học lưu chất: Nghiên cứu chuyển động lưu chất (không xét đến lực), phương pháp nghiên cứu, loại chuyển động, định lý vận tải Reynolds phương pháp thể tích kiểm soát, từ rút phương trình liên tục dựa vào nguyên lý bảo toàn khối lượng IV Đông lực học lưu chất: Nghiên cứu sở lý thuyết chuyển động lưu chất, phương trình vi phân đặc trưng cho lưu chất chuyển động, từ đó, cộng với ứng dụng nguyên lý bảo toàn lượng biến thiên động lượng để rút phương trình động lực học (phương trình lượng, phương trình động lượng) ứng dụng V Dòng chảy ống: Trong chương ta nghiện cứu hai phần: Phần dòng chảy ống, phương trình , phân bố vận tốc dòng chảy tầng, rối, công thức tính toán tổn thất lượng dòng chảy Phần tính toán mạng đường ống (từ ống đơn giản, nối tiếp song song đến mạng ống vòng ) VI Thế lưu: Trong chương ta tập trung nghiên cứu dòng lưu chất lý tưởng không nén được, chuyển động mặt phẳng xOy, ví vụ dòng chảy từ đơn giản (dòng thẳng đều, điểm nguồn, hút, đến phức tạp (lưỡng cực, dòng bao quanh trụ tròn ) ... Giaûi: pC = -? ?hC = -9 .81*103*(1+ 2-2 /3) = -9 .81*103* 2.333 N/m2 P0ck = 0,6at AB =2.31 m AE= 2.667m A 3m A=3.079 m2 A Áp lực: Fndu =-? ?hCA =-9 .81*2.333*3.079 = -7 0.483 KN 2m hC Toạ độ yC = - OC= hC/sin(600)... Pascal 162 3-1 662 , Pháp Biểu đồ phân bố áp suất chiều sâu: h h h pdư/γ=h pdư=γh pa+γh pck pa pa pa pck pck h pck pck/γ h h pck/γ-h pck-γh h THỦY TĨNH h1=pck/γ pdư=0, ptđ=pa pdư/γ=h-h1 Phân bố... hướng lên W=W1-W2 →Fz hướng lên Fz W1: phần chéo liền nét →Fz1 hướng lên W2: phần chéo chấm chấm →Fz2 hướng xuống W=W1-W2 →Fz hướng xuống THỦY TĨNH TS Nguyễn Thị Bảy - ĐHBK HCM -Bài Giảng CLC