Bài giảng thuỷ lực_Chương 1 ppt

Đối tượng nghiên cứu • Phương pháp nghiên cứu • Các đặc trưng của chất lỏng • Các tính chất cơ bản của chất lỏng • Phân loại lực tác dụng trong chất lỏng • Khái niệm về chất lỏng lý tưởn

BÀI GIẢNG:

THỦY LỰCGV: ThS.Lê Văn Thông Địa chỉ : KXD-ĐH Kiến Trúc TP.HCM Email : lvthong@hcmuarc.edu.vn

NỘI DUNG

• Giới thiệu về lịch sử phát triển môn học & ứng dụng

• Khái niệm về môn học Đối tượng nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu

• Các đặc trưng của chất lỏng

• Các tính chất cơ bản của chất lỏng

• Phân loại lực tác dụng trong chất lỏng

• Khái niệm về chất lỏng lý tưởng

CHƯƠNG 1:

CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN

CỦA CHẤT LỎNG

• Chất lỏng cần thiết cho cuộc sống

– 95% cơ thể con người là chất lỏng

– Sự di trú và văn minh con người

– Khoa học hiện đại và những lý thuyết, phương pháp toán học – Chiến tranh

• Ảnh hưởng đến mọi khía cạnh của cuộc sống

Ứng dụng

Thời tiết & Khí hậu

Vòi rồng

BãoThay đổi khí hậu toàn cầu

Sấm sét

Giao thông

Hàng không

Tàu ngầmTàu lửa tốc độ cao

Tàu thủy

Môi trường

Ô nhiễm không khí Dòng chảy ở sông

Y học

Truyền máu Thiết bị trợ giúp não thất

Thể thao & giải trí

Điều khiển thuyền

Đua xe

Đua thuyền trên biểnĐua xe đạp

Lướt ván

§2 Định nghĩa

Đối tượng, phương pháp

ĐN :Thủy lực học nghiên cứu và ứng dụng các quy luật

cân bằng và chuyển động của chất lỏng, lực tác động qua lại giữa chất lỏng với các vật thể ( rắn, khí ) chuyển động

trong nó hoặc bao quanh nó

Cơ học

Cơ học đại cương

Cơ học rắn

Cơ học môi trường rời rạc

Cơ học môi trường liên tục : thủy lực …

Thủy lực chuyên ngành

Đối tượng nghiên cứu chính : Nước

Phương

pháp

Lý thuyết Thực hành

Giải tích Phương pháp số Đồng dạng

Tương tự

dm lim

5 Tính thay đổi thể tích do thay đổi áp suất, nhiệt độ 5.1 Thay đổi áp suất

5.2 Thay đổi nhiệt độ

t  dV

Vdt

§3 Các tính chất của chất lỏng

1 Tính linh động (tính chảy)

.Biến dạng tăng liên tục không giới hạn dưới lực nhỏ

. Chất lỏng không có hình dạng riêng mà luôn luôn theo

hình dạng của vật thể chứa nó hoặc bao quanh nó

. Các phần tử chất lỏng chuyển động tương đối với nhau

Lực tác dụng vào phần tử sẽ phân bố khắp chất lỏng

2 Tính liên tục

3 Tính chịu nén

  F   du

4 Tính nhớt

du

dy Gradient của vận tốc theo phương thẳng đứng

 ( phụ thuộc vào loại chất lỏng và nhiệt độ) Hệ số nhớt động lực học

: Trị số độ nhớt ở các áp suất p và p0

a = 0.002 - 0.003 : Hệ số thí nghiệm

  , 0

0

 Khối lượng riêng của nước ở 0 độ C C

( Stoke ) 0.01 0.15

Ví dụ

Tính nhớt: Chất lỏng Newton & Phi-Newton

Chất lỏng Newton : Quan hệ giữa ứng suất & biến dạng tuyến tính Hầu hết chất lỏng là Newton

Chất lỏng phi Newton thì không tuyến tính

Corn Starch

Latex Paint Toothpaste

F pressure    Applied to Area

Applied to Circumference

Ống mao : là loại ống có đường kính nhỏ hơn 1mm, hình dạng giống như sợi tóc

Dính ướt Không dính ướt

Nước Thủy ngân

6 Hiện tượng mao dẫn

 < 90°  >90°

§4 Lực tác dụng trong chất lỏng

Khác với cơ học vật thể rắn, ở đó tồn tại cả lực tập trung lẫn lực phân bố, trong cơ học chất lỏng chỉ tồn tại lực phân bố Chất lỏng không có khả năng chịu lực tập trung

Lực tác dụng lên chất lỏng : nội lực và ngoại lực.

Nội lực là lực tương tác giữa các phần tử chất lỏng.

Ngoại lực là lực tác dụng lên các phần tử chất lỏng từ

phía môi trường vật lý bên ngoài hoặc từ phía các vật thể khác, tiếp xúc với thể tích chất lỏng

Nếu ta tách ra một phần từ một thể chất lỏng để nghiên

cứu thì lực tác dụng từ phía chất lỏng bao bọc xung

quanh lên thể tích nghiên cứu trở thành ngoại lực.

Lực khối : ký hiệu , là lực tác dụng lên một đơn vị khối lượng chất lỏng Giá trị của lực khối tỉ lệ với khối lượng của chất lỏng Ví dụ như trọng lực, lực quán tính

Gọi là lực khối tác dụng lên phần tử chất lỏng tại một điểm A có thể tích và khối lựơng Vectơ cường độ lực khối tại điểm A khi đó:

Trường hợp lực khối là lực quán tính, F  a

Trường hợp lực khối là lực quán tính ly tâm, F w r  2 

Lực mặt : là ngoại lực tác dụng lên thể tích chất lỏng thông qua

bề mặt bao bọc Gía trị của lực mặt tỉ lệ với diện tích bề mặt

Chất lỏng lý tưởng được hiểu là chất lỏng giả định, có tính dịch chuyển tuyệt đối, tức là hoàn toàn không nhớt, cũng như không nén tuyệt đối, không dãn nở khi nhiệt độ thay đổi và tuyệt đối không có khả năng chống lại lực cắt

§5 Chất lỏng lý tưởng