BÀI GIẢNG kỹ THUẬT THỰC PHẨM 1 KIỂN THỨC cơ bản của THỦY lực học

Nghiên cứu các định luật cân bằng của chất lỏng và tác dụng của nó lên các vật thể rắn ở trạng thái đứng yên khi tiếp xúc với nó  không có sự chuyển động tương đối giữa các phần tử chất lỏng và không có ma sát giữa các phân tử trong chất lỏng  nghiên cứu cho chất lỏng lí tưởng. Chất lỏng lí tưởng là chất lỏng hoàn toàn: + Không chịu nén ép. + Không có lực ma sát nội giữa các phân tử chất lỏng.

KỸ THUẬT THỰC PHẨM Tổng số tiết lý thuyết: 45 tiết Điểm: - Thường kỳ: tự luận - Giữa kỳ: trắc nghiệm (Lý thuyết + Bài tập) - Cuối kỳ: tự luận Giảng viên: E-mail: • Chương 1: Những kiến thức thủy lực học • Chương 2: Vận chuyển chất lỏng • Chương 3: Vận chuyển & nén khí • Chương 4: Lắng • Chương 5: Lọc • Chương 6: Khuấy trộn chất lỏng • Chương 7: Máy gia công & vận chuyển vật liệu rời CHƯƠNG NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA THỦY LỰC HỌC A TĨNH LỰC HỌC CHẤT LỎNG - Nghiên cứu định luật cân chất lỏng tác dụng lên vật thể rắn trạng thái đứng yên tiếp xúc với  khơng có chuyển động tương đối phần tử chất lỏng khơng có ma sát phân tử chất lỏng  nghiên cứu cho chất lỏng lí tưởng - Chất lỏng lí tưởng chất lỏng hồn tồn: + Khơng chịu nén ép + Khơng có lực ma sát nội phân tử chất lỏng NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA CHẤT LỎNG 1.1 Khối lượng riêng Là khối lượng đơn vị thể tích lưu chất ∆m ρ = lim ∆v →0 ∆V ,kg/m3 Trong đó: ∀ ρ : khối lượng riêng lưu chất, kg/m3 (hệ SI) ∀ ∆ m: khối lượng lưu chất thể tích ∆ V 1.1.2.Thể tích riêng Là thể tích lưu chất đơn vị khối lượng v = 1/ρ , m3/kg 1.1.3 Trọng lượng riêng Là trọng lượng đơn vị thể tích γ = P / V = mg / V = ρ.g , N/m3 P – Trọng lượng lưu chất, N V – Thể tích lưu chất, m3 g - Gia tốc trọng trường, m/s2 m - Khối lượng lưu chất, kg 1.1.4 Tỷ trọng Là tỷ số trọng lượng riêng chất lỏng so với trọng lượng riêng nước d = γchất lỏng / γnước = ρchất lỏng.g /ρnước.g = ρchất lỏng / ρnước 1.1.5 Khối lượng riêng khí lý tưởng Là khối lượng đơn vị thể tích khối khí ρ = m / V = PM / RT , kg/m3 P: áp suất khối khơng khí tác động lên thành bình, atm R: số, phụ thuộc vào chất khí R = 0,082 l.atm/mol.độ V: thể tích khối khí, l 1.1.6 Các loại áp suất: Áp suất đại lượng vật lí biểu thị lực tác dụng lên đơn vị diện tích , N/m2 F: lực tác dụng, N S: diện tích bề mặt chịu lực, m2 - Áp suất khí quyển: áp lực khối khơng khí tác dụng lên bề mặt xét - Áp suất dư: áp suất so với áp suất khí có trị số áp suất tuyệt đối lớn áp suất khí - Áp suất chân khơng: áp suất so với áp suất khí có trị số áp suất tuyệt đối nhỏ áp suất khí - Áp suất tuyệt đối: áp lực toàn phần tác động lên bề mặt chịu lực Viết phương trình Bernulli cho mặt cắt I-I II-II: PI /ρI+ ωI²/2 = PII /ρII+ ωII²/2 Mặt khác theo phương trình dịng liên tục: ω I.fI = ω II.fII Từ phương trình ta được: ω II = d 1−   D Lưu lượng thể tích tính: Q =ω f = II II ( PI − PII ) ρ π d 4  d   ρ 1 −     D    2( P − P ) I II Đặt: - Khi đó: K = π d  d   ρ 1 −     D    Q=K ∆P - Trong thực tế, thêm vào hệ số Cm Cv đặc trưng cho loại Màng chắn Ventury: Q = C m K ∆P = C v K ∆P 1.7 TRỞ LỰC TRONG ỐNG DẪN CHẤT LỎNG Khi chất lỏng thực chuyển động đường ống phần riêng bị tổn thất ma sát gây tạo nên trở lực đường ống Có loại trở lực: - Trở lực ma sát - Trở lực cục a Trở lực ma sát  trở lực chất lỏng chuyển động ma sát với thành ống gây Trở lực ma sát (hms): hms Lω =λ ,m D 2g • L : chiều dài ống dẫn, m ∀ λ : hệ số ma sát • D : đường kính ống dẫn, m ∀ ω : vận tốc lưu chất, m/s - Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re độ nhám ống dẫn λ=f(Re,n) - Độ nhám tương đối hay hệ số độ nhám(n): n=ε/r ε: chiều sâu rãnh r: bán kính ống dẫn b Trở lực cục bộ:  Là trở lực chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vận tốc thay đổi hình dáng tiết diện ống dẫn như: đột thu, đột mở, chỗ cong (co), van, khớp nối… Trở lực cục (hcb): ω h = ∑ ξi cb i 2g ∑ξ i : hệ số trở lực cục co, van, đột thu, đột mở, khớp nối… Tổng trở lực đoạn ống có đường kính là: L ω   ∑ hf = λ + ∑ξ   D  2g  Ta nhận thấy ξ tương ứng với λL/D  Ta chuyển trở lực cục thành trở lực ma sát theo chiều dài chiều dài gọi chiều dài tương đương L’: ∑ξ = λL’/ D Khi ta có cơng thức: L ω ( L + L' ) ω td =λ ∑ hf = λ D 2g D 2g Mối liên hệ đường kính ống trở lực ma sát: L ω 8λ Ta có: h ms = λ = LQ² D 2g π 2gD5  λ khơng đổi sức cản thủy lực ma sát theo chiều dài ống tỉ lệ nghịch với lũy thừa bậc đường kính ống dẫn, tức tăng đường kính gấp đơi trở lực giảm 25 = 32 lần Và ngược lại Bảng loại trở lực cục bộ: Khối lượng chất lỏng 123kg chứa đầy bình thể tích 90lít Như khối lượng riêng chất lỏng là: a 1230 kg/m3 b 1365,8 kg/m3 c 1366,7 kg/m3 d 1376,7 kg/m3 Áp suất bình kín 1,5at Hỏi áp suất trong bình kín mmHg: a 735,5mmHg b 760mmHg c 1103,25mmHg d 1140mmHg Một đồng hồ đo áp suất 2,5at Áp suất khí 1,05at Áp suất tuyệt đối trường hợp là: a 3,5 at b 1,5 at c 1,48 at d 3,55 at Chân không kế áp suất bình kín 0,6at Áp suất khí 1at Áp suất tuyệt đối trường hợp là: a 0,4at b 40mH2O c 3,924N/m2 d Tất THANKS !!! ... áp lực toàn phần tác động lên bề mặt chịu lực ĐƠN VỊ CỦA ÁP SUẤT 1at =735,5mmHg 1atm =760mmHg 1at =1kg/cm2 1at =9, 81. 104N/m2 1N/m2 =1Pa 1Bar =10 5Pa 1at =10 mH2O 11 1. 2 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA... P  tạo lực G2 bằng: P2 = G2/f2 Mà: P1 = P2 => G2 = (f2 / f1) G1 b Sự cân chất lỏng bình thơng • Trường hợp 1: Ở bình A: P1 = P 01 + ρ gz1 Ở bình B: P2 = P02 + ρ gz2 z1 – z2 = (P02 – P 01) / ρ g... nhớt động lực học: lực có giá trị 1N làm chuyển động lớp chất lỏng có diện tích tiếp xúc 1m2 cách 1m với vận tốc 1m/s Ns/m2 = kg/ms = 10 P(Poa) = 10 00 cP (centipoa) - Độ nhớt động học: ν = µ