Bài giảng cơ lưu chất chương 2

Chương 2: Tĩnh học lưu chất Fluid Statics Giới thiệu Áp suất thủy tĩnh Phương trình vi phân tĩnh học lưu chất Tĩnh học tuyệt đối 4.1 Phương trình thủy tĩnh 4.2 Phương trình khí tĩnh 4.3 Ứng dụng phương trình thủy tĩnh a Áp kế b Ứng dụng định luật Pascal c Biểu đồ phân bố áp suất 4.4 Áp lực thủy tĩnh a Áp lực thủy tĩnh bề mặt phẳng b Áp lực thủy tĩnh bề mặt cong c Lực đẩy Archimède 4.5 Tính ổn định vật nằm chất lỏng Tĩnh học tương đối 5.1 Chất lỏng bình chuyển động thẳng với gia tốc không đổi 5.2 Chất lỏng bình quay quanh trục thẳng đứng Giới thiệu Tĩnh học lưu chất nghiên cứu vấn đề lưu chất trạng thái cân bằng, khơng có chuyển động tương đối phần tử lưu chất  khơng có ứng suất tiếp ma sát tính nhớt lưu chất  Do khơng hữu ứng suất tiếp (ứng suất ma sát), lực tương tác lưu chất thành rắn bên lưu chất thẳng góc với mặt phân cách  Nguyên lý tĩnh học lưu chất trường hợp lưu chất chuyển động hệ trục tĩnh hệ trục khác tĩnh học tương đối, ví dụ nước đựng xe chuyển động  Nguyên tắc: xem xét phần tử lưu chất chịu tác dụng lực từ môi truờng xung quanh từ thành rắn Theo định luật I Newton, tổng lực tác dụng theo hướng không tổng moment lực điểm không Áp lực thủy tĩnh 2.1 Định nghĩa: trạng thái tĩnh lưu chất tác dụng lực thẳng góc lên biên rắn lên mặt phẳng tưởng tượng vẽ qua lưu chất Áp suất thủy tĩnh lực pháp tuyến tác dụng lên đơn vị diên tích ∆P: lực pháp tuyến - lực áp suất ∆A: vi phân diện tích Áp lực thủy tĩnh 2.2 Tính chất : tính chất  Áp suất thủy tĩnh thẳng góc với diện tích chịu lực hướng vào bên diện tích  Trị số áp suất thủy tĩnh điểm không phụ thuộc hướng đặt diện tích chịu lực điểm Áp lực thủy tĩnh Xét vi phân hình lăng trụ tam giác đặt lưu chất, có chiều cao đơn vị Cân lực phương ngang phương đứng Bỏ qua trọng lương hình trụ từ tính chất hình học  trị số áp suất điểm không phụ thuộc hướng mặt phẳng chịu lực Áp lực thủy tĩnh 2.2 Tính chất  Áp lực thủy tĩnh tác dụng lên lưu chất bình kín truyền ngun vẹn theo hướng: định luật Pascal  Nguyên lý máy thủy lực: cần tác dụng lực nhỏ, nhờ môi trường lưu chất tạo lực lớn Áp lực thủy tĩnh Đơn vị áp suất hệ thống đơn vị tiêu chuẩn SI Pascal Pascal=1N/m2 Áp lực thủy tĩnh 2.3 Áp suất tuyệt đối – Áp suất dư – Áp suất chân khơng  Có hai cách để chọn quy chiếu cho áp suất: áp suất khí áp suất chân khơng  Áp suất ta xét áp suất tuyệt đối lấy chuẩn chân không Áp suất tuyệt đối không điều kiện chân không tuyệt đối  Áp suất dư = Áp suất tuyệt đối – áp suất khí  Áp suất dư khái niệm thông dụng kỹ thuật hầu hết dụng cụ đo áp suất công nghiệp chia độ theo áp suất dư i.e đo chênh lệch áp suấp so với áp suất khí quyển vạch tương ứng với áp suất khí trời (differential pressure) 2.3 Áp suất tuyệt đối áp suất dư • Áp suất tuyệt đối ln có trị số dương • Áp suất dư có giá trị âm dương • Pgauge