Bài giảng và bài tập cơ lưu chất có lời giải chi tiết

. tất cả các chương, chuyên sâu ngành xây dựng và công nghệ kỹ thuật hóa học

CƠ LƯU CHẤT Giảng viên: VÕ THANH TIỀN Bộ môn Cơ Lưu Chất Tel.: 0169 8 243 203 Email: tienvt.rd@vietsov.com.vn Chương 1 MỞ ĐẦU & CÁC TÍNH CHẤT CỦA LƯU CHẤT PHÂN BIỆT LƯU CHẤT & CHẤT RẮN • Chất rắn « cứng » và khó biến dạng• Chất rắn « cứng » và khó biến dạng • Lưu chất « mềm » và dễ biến dạng (có dạng của bình chứa) lỏng Lưu chất khí plasma  Lưu chất chảy khi chịu tác dụng (ví dụ khi ta khuấy cà phê)  Chất rắn bị biến dạng hay bị cong Sức hút phân tử: rắn > lỏng > khí MỞ ĐẦU & CÁC TÍNH CHẤT CỦA LƯU CHẤT ĐỊNH NGHĨA LƯU CHẤT • Lưu chất được xem là một môi trường liên tục • Lưu chất là một chất biến dạng liên tục khi chịu tác dụng của • Lưu chất là một chất biến dạng liên tục khi chịu tác dụng của lực cắt, dù rất nhỏ Các tính chất của lưu chất như khối lượng riêng, nhiệt độ, áp suất, vận tốc … là những hàm liên tục phụ thuộc vị trí và thời gian. ĐỊNH NGHĨA MÔN HỌC • Môn Cơ học lưu chất nghiên cứu các qui luật đứng yên và • Môn Cơ học lưu chất nghiên cứu các qui luật đứng yên và chuyển động của lưu chất và sự tương tác giữa lưu chất và vật rắn. •Hiểu biết các qui luật cơ bản của môn Cơ học lưu chất giúp ta phân tích, hiểu và cải tiến các hệ thống trong đó lưu chất chuyển động.                    !" #   $ %"& '$'$($' ) *+$,"''+-$.' +'!'$*+$,"''+-$.' +'!'$ $ /'  !'!0 #   (1$"$('(''$  2$3",((4'4' 5"+! %'  $ + #6$'4! ! ( !7879,"#6$'4! ! ( !7879," 84,$66'!6'0  8  +   4  +   → 7 - ,      2+ 1  ,   :'   → 8   +   +  ;  ,     → 8  $ .+ 4     ( !/ TÍNH CHẤT LƯU CHẤT  Khối lượng riêng là khối lượng của 1 đơn vị thể tích lưu  Khối lượng riêng là khối lượng của 1 đơn vị thể tích lưu chất thứ nguyên:  Khối lượng riêng của chất lỏng thông thường ít bị [ ]      == ∀ = →∀ mkg LFTML lim 3 4-23- 0 ρ δ δ ρ δ m  Khối lượng riêng của chất lỏng thông thường ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của áp suất và nhiệt độ.  Ngược lại sự thay đổi của áp suất và nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đến khối lượng riêng của chất khí MỞ ĐẦU & CÁC TÍNH CHẤT CỦA LƯU CHẤT Khối lượng riêng, kg/m 3 Nhiệt độ, o C Khối lượng riêng của nước, phụ thuộc nhiệt độ Chương 1 (tiếp theo) MỞ ĐẦU & CÁC TÍNH CHẤT CỦA LƯU CHẤT  Trọng lượng riêng là trọng lượng của 1 đơn vị thể tích lưu chất gρ=γ thứ nguyên: đơn vị: (hệ SI)  Tỉ trọng là tỉ số giữa khối lượng riêng của lưu chất và khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ nhất định. [ ] 33 223 2-2-3- mN81,9mKgf smKgmN TMLFL g =      = ==γ ρ=γ γρ Ví dụ: tỉ trọng của thủy ngân ở 20 o C là 13,6 tỉ trọng của glycerin ở 20 o C là 1,26 3 C4@nuoc C4@nuocC4@nuoc mkg1000 o oo =ρ γ γ = ρ ρ =δ <="8.<= 6 '<=  / <"8$+.< 6 '<  / <=  > <  ?@" ?A #&.ϕ?B B /"?C'DEBF6 G # % +"  1 V = n F n F F F* s H$% " #&.ϕ?B B /"?C'DEBF6 G #$ ϕ?IB B" ?C'EJBF6 G #"?C'EKGF6 G 4$%  !L'L',  + s F F* F n F s F* n F s F F* n F* s H!#'$+ Chương 1 (tiếp theo) MỞ ĐẦU & CÁC TÍNH CHẤT CỦA LƯU CHẤT KHÍ LÝ TƯỞNG Phương trình trạng thái của khí lý tưởng: RTp ρ=  p là áp suất tuyệt đối ( N/m 2 = pascal) (SI) (áp suất là lực pháp tuyến trên 1 đơn vò diện tích)  ρ ρρ ρ là khối lượng riêng (Kg/m 3 ) (SI)  T là nhiệt độ tuyệt đối (độ Kelvin O K)  R là hằng số, phụ thuộc chất khí 8314 RTp ρ= M là phân tử khối của chất khí M 8314 R = TÍNH NÉN  Suất đàn hồi: dp là sự thay đổi áp suất cần thiết để tạo sự thay đổi thể tích d ∀ ∀∀ ∀ của thể tích ∀ ∀∀ ∀ . Dấu – vì khi áp suất tăng thì thể tích ρρ = ∀∀ −= d dp d dp E d ∀ ∀∀ ∀ của thể tích ∀ ∀∀ ∀ . Dấu – vì khi áp suất tăng thì thể tích giảm. Khi thể tích giảm nhưng khối lượng không đổi m= ρ∀ ρ∀ρ∀ ρ∀ nên khối lượng riêng tăng.  Tính nén (dãn) của chất khí:  Quá trình nén đẳng nhiệt (T=const) của khí lý lý lý lý tưởng tưởngtưởng tưởng : p = ρ ρρ ρ RT ⇒ ⇒⇒ ⇒ p/ ρ ρρ ρ = const hay p ∀ ∀∀ ∀ = const Quá trình nén đẳng entropi (quá trình nén không hay p ∀ ∀∀ ∀ = const  Quá trình nén đẳng entropi (quá trình nén không ma sát và không có sự trao đổi nhiệt): p/ ρ ρρ ρ k = const k là tỉ số nhiệt dung ( ) vpvp ccR;cck −== . trình nén đẳng nhiệt (T=const) của khí lý lý lý lý tưởng tưởngtưởng tưởng : p = ρ ρρ ρ RT ⇒ ⇒⇒ ⇒ p/ ρ ρρ ρ = const hay p ∀ ∀∀ ∀ = const Quá trình nén đẳng. không hay p ∀ ∀∀ ∀ = const  Quá trình nén đẳng entropi (quá trình nén không ma sát và không có sự trao đổi nhiệt): p/ ρ ρρ ρ k = const k là tỉ số nhiệt