Đang tải... (xem toàn văn)
Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https:123doc.netusershomeuser_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn cơ lưu chất ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ kỹ thuật và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn cơ lưu chất bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ kỹ thuật và các ngành khác
BÀI GIẢNG CƠ LƯU CHẤT 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 1.2 Đối tương (2/2) nghiên cứu ° Chất lỏng chất khí ° Tính chất: ° ° Tính chảy ° Tính không chịu lực cắt, lực kéo -> Chất chảy -> Lưu chất 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 ° Phương pháp giải: - Phương pháp giải tích Các Định luật Phương - Phương pháp thí nghiệm học trình mô Đối tượng lưu tả chất Giải u, p… CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA LƯU CHẤT (1/3) 2.1 Khối lượng riêng (ρ) ° Khối lượng riêng: khối lượng đơn vị thể tích lưu chất Δm ΔV → ΔV ρ = lim ° Trọng lượng riêng: ° Tỷ trọng: 2.2 Suất đàn hồi (E) ° A ∆V, ∆m γ = ρg δ = γ γ nước Suất đàn hồi đặc trưng cho tính nén lưu chất: Đ.lượn Nước K.khí T.ngân g ρ, 1000 1,228 13,6.10 kg/m3 γ , N/m3 9,81.10 12,07 133.103 ° P khí: phương trình khí lý tưởng Đối với chaát ∆p ∆V Δp dp = −V ΔV →0 ΔV V dV E = − lim pV = nRT (R=8.314472 J.K-1mol-1) Hoặc p = ρRspecificT (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 (µ, ν) ° Đặc trưng cho ma sát phần tử lưu chất chuyển động ° Định luật Newton ma sát: y du dy Độ nhớt động học: τ =µ ° ° ( µ = const) u dy τ du Hai loại lưu chất: lưu chất Newton lưu chất phi Newton ν =µ ρ τ Lưu chất phi Newton Lưu chất Newton Lưu chất phi Newton du/dy Đ.lượ ng Nước K.khí µ, poise 1.10-2 1,8.10- ν, stoke 0,01 0,157 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA LƯU CHẤT (3/3) 2.4 Sức căng bề mặt (σ) d d h 2.5 Áp suất bão hoà (pV) θ h= 4σ cosθ γd h ° Áp suất hơi: phần áp suất chất khí phần tử gây ° Áp suất bão hoà: áp suất trạng thái mà trình bay ngưng tụ cân (bão hòa) ° Hiện tượng sủi vỡ bọt hơi: ° sủi bọt -> đứt đoạn chân không ° vỡ bọt -> khí thực p Bắt đầu sủi bọt p V 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 thể tích lưu chất tỷ lệ với khối lượng lưu chất ° Thông số: - vector cường độ lực khối F ° ∆f Ví dụ: F = lim Trọng lực:∆V → ρ∆V ° ° Lực quán tính: ° Lực ly taâm: F = g F = −a F = ω 2r A ∆V, ρ∆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 ° Thông số: ° σ - vector öùng saát ∆f ∆f σ = lim Ví dụ: - Áp suất ∆S →0 ∆S ∆S A - ng suất ma sát ° Tensor trạng thái ứng suaát z σ xx σ xy σ xz [σ ] = σ yx σ yy σ yz σ zx σ zy σ zz (σ ij = σ ji ) σx σy x σz 10 CHỒNG CHẬP CÁC CHUYỂN ĐỘNG THẾ (1/2) 3.1 Chuyển động bao bán vật f ( z) = U0z + q ln( z ) 2π q q ln( r ) ; ψ = U y + θ (dòng thẳng +πnguồn) 2π ϕ = U0x + 3.2 Chuyển động bao vật Rankine f ( z) = U z + q z+ a ln 2π z − a (dòng thẳng + nguồn + giếng) 86 CHỒNG CHẬP CÁC CHUYỂN ĐỘNG THẾ (2/2) 3.3 Chuyển động bao trụ tròn (dòng thẳng + lưỡng cực) R2 f ( z ) = U z + z R2 R2 ϕ = U r cosθ 1 + ; ψ = U r sin θ 1 − r r Px =bao trụ → tròn nghịch lý d' Alembert 3.4 Chuyển⇒ động có lưu số vận tốc tự R Γ do) (dòng tròn + xoáy f ( z) bao = Utruï z + + ln z 0 z 2πi Γ Γ ⇒ Py = − ρU Γ → lựcnâng Γ Py Γ4πRU0 87 CHƯƠNG LỚP BIÊN – LỰC CẢN – LỰC NÂNG Lớp biên Lực cản Lực nâng 88 LỚP BIÊN (1/2) 1.1 Các khái niệm • • • Khi lưu chất chuyển động bao quanh vật thể, hiệu ứng nhớt tồn phạm vi hẹp gần sát vật thể; cịn phần lớn mơi trường cách xa vật coi không nhớt Lớp biên: lớp lưu chất chuyển động khoảng từ bề mặt vật thể tới vị trí có vận tốc 99% vận tốc dòng tự Phân loại: – – – – Lớp biên tầng Lớp biên chuyển tiếp Lớp biên rối Lớp biên tầng ngầm Re x ≤ 3.105 Re x ≥ 3.105 − 5.105 89 LỚP BIÊN (1/2) 1.1 Các khái niệm (tt) • Hiện tượng tách rời lớp biên • Các bề dày: – Bề dày lớp biên: δ – ∗ Bề dày dịch chuyển: δ δ u δ = ∫ 1 − dy u∞ δi – Bề dày động lượng: * δ u u ∞ δi = ∫ u 1 − dy u∞ 90 LỚP BIÊN (1/2) 1.2 Phương trình lớp biên • • Chuyển động 2D, ổn định lưu chất không nén được, bỏ qua lực khối Lớp biên: δ Phương trình lớp biên Prandtl ∂u ∂v + =0 ∂x ∂y • • ∂u ∂v + =0 ∂x ∂y ∂ 2u ∂ 2u ∂u ∂u ∂p u +v =− + ν + ∂x ∂y ρ ∂x ∂y ∂x ∂ 2v ∂ 2v ∂v ∂v ∂p u +v =− +ν + ∂x ∂y ρ ∂y ∂y ∂x Gradient áp suất: Pt Bernoulli => => − => ∂u ∂u ∂p ∂ 2u u +v =− +ν ∂x ∂y ρ ∂x ∂y ∂p =0 ∂y Lớp biên phẳng: ∂u∞ =0 ∂x ∂ ∂ δ i = 0.1393δ du u∞ τ0 = µ = 1.5µ dy δ dδ i dx τ0 ρu ∞ => µ u∞ 0.1393dδ = ρu∞2 δ dx => δ = 4,64 Re −x1/ x L = 0.646 Re −1 / x Cf = ∫ τ dx 0 ρu ∞ L = 1.292 Re −x1/ 93 LỚP BIÊN (1/2) 1.4.1 Lớp biên rối • Giả thiết profile vận tốc 1/ u y = u∞ δ • Ma sát: Blasius • Giải pt Karman: cf = τ0 ρu∞ 1/ 2 ν τ = 0.0225ρu∞ u ∞δ ν sát: • Các hệ số ma 0.0225 ρu∞2 u ∞δ 1/ = ρu∞2 δ = 0,371 Re −x1/ => x 0.0972dδ dx L = 0.0576 Re −x1/ δ i = 0.0972δ => Cf = ∫τ 0 dx ρu∞ L = 0.074 Re −x1/ 94 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 2.1 Khái niệm • Lực tác dụng lên vật thể chuyển động Lưu chất : – – • Áp lực Lực ma sát Phân tích theo hiệu tác động: – Lực cản: phương với c.động – Lực nâng: vng góc với phương c.động FD = ρu ∞ C D A 2 FL = ρu∞ C L A 95 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 2.2 Lực cản: – Lực cản ma sát: lực tác dụng lên phẳng vật có dạng lưu tuyến đặt song song với vector vận tốc – Lực cản áp suất: lực tác dụng lên phẳng đặt vng góc với vận tốc – Lực cản hình dạng: Lực cản ma sát + Lực cản áp suất – Lực cản sóng 96 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 97 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 98 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 2.3 Lực nâng: • • Chênh lệch áp suất mặt Cấu trúc dòng chảy 99 LỰC NÂNG, LỰC CẢN (1/2) 100 ... 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,... lưu chất: lưu chất Newton lưu chất phi Newton ν =µ ρ τ Lưu chất phi Newton Lưu chất Newton Lưu chất phi Newton du/dy Đ.lượ ng Nước K.khí µ, poise 1.10-2 1,8.10- ν, stoke 0,01 0,157 CÁC TÍNH CHẤT... 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