Bài giảng thuỷ lực_Chương 2 pps

NỘI DUNG• Định nghĩa áp suất, áp suất tuyệt đối,áp suất dư • Phương trình vi phân cân bằng Euler • Chất lỏng tĩnh trong trường trọng lực • Dụng cụ đo áp suất • Áp lực chất lỏng lên thàn

NỘI DUNG

• Định nghĩa áp suất, áp suất tuyệt đối,áp suất dư

• Phương trình vi phân cân bằng Euler

• Chất lỏng tĩnh trong trường trọng lực

• Dụng cụ đo áp suất

• Áp lực chất lỏng lên thành phẳng

• Áp lực chất lỏng lên thành cong

• Định luật Acsimet và sự nổi của vật

• Tĩnh tương đối của chất lỏng trong trường trọng lực

CHƯƠNG 2:

THỦY TĨNH HỌC

§1 Áp suất

Chất lỏng tĩnh nên ứng suất tiếp 

0 Tồn tại duy nhất ứng suất pháp

1 Tính chất

1.1 Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc

với diện tích chịu lực và hướng vào diện tích ấy

1.2 Áp suất tại 1 điểm: Luật Pascal

Áp suất thủy tĩnh tại mỗi điểm bất kỳ trong chất lỏng bằng nhau

theo mọi hướng

Blaise Pascal (1623-1662)

Vi phân thể tích chất lỏng

Lực do áp suất Trọng lực

V = (1/2yz)* x

Lực do áp suất theo y Hình chiếu theo phương

y

Hình chiếu lực chuyển động theo y

Toán

psxs

p2xs

ps = p1 = p2

§2.Phương trình vi phân cân

V = yzx

Để đơn giản, lực theo phương x không thể hiện

p : áp suất

 : trọng lượng riêng

Phương trình trường áp suất

Lực theo phương y

Tương tự, kết quả lực theo phương x & z, ta có :

Biễu diễn kết quả dưới dạng vector :

Phương trình trường áp suất

Chú ý định nghĩa, Toán tử “del” hay gradient như sau :

Do đó, Kết quả viết lại lực mặt :

Và trọng lực

Phương trình trường áp suất

§3.Chất lỏng tĩnh trong trường trọng lực : a = 0

0

Theo từng phương

Kết luận : đối với chất lỏng hay khí, biến thiên áp suất theo phương thẳng đứng tại một điểm chỉ phụ thuộc vào trọng lượng chất lỏng tại điểm đó, không phụ thuộc theo x, y

PT thủy tĩnh

Điều kiện thủy tĩnh : các hệ

quả vật lý liên quan

•Áp suất thay đổi theo độ cao

•Áp suất không thay đổi theo trong mặt phẳng ngang x-y

•Biến thiên áp suất theo phương đứng thì âm

•Càng lên cao, áp suất càng giảm

•Áp suất trong chất lỏng không thay đổi theo hình dạng bình chứa

•Trọng lượng riêng  không phải là một hằng số trong chất lỏng

•Không khí & các khí khác sẽ có sẽ thay đổi

•Vì vây, chất lỏng có thể nén được hoặc không nén

được

Chất lỏng không nén được

Ta có:

Chúng ta có thể tích phân vì  là hằng số:

Chú ý : h = z2 –z1:

h được gọi là cột áp Dạng của áp suất phân bố được gọi là phân pbố áp suất thủy tĩnh Áp suất phải tăng lên theo độ sâu để cân bằng chất lỏng trên

nó, và h là độ sâu đo từ vị trí của p2

Thay đổi tuyến tính theo độ sâu

Phương trình tính cột áp :

Về mặt vật lý, Đó là độ cao của cột chấ lỏng có trọng lượng, cần để tạo ra

sự khác biệt áp suất p1 – p2

Nếu chúng ta tiến hành xét một chất lỏng riêng biệt, thì có một mặt tự

do mà tại đó có tương tác giữa chất lỏng & khí Trong hấu hết các ứng dụng, áp suất tại mặt này là áp suất khí quyển po Phương trình được viết lại:

Áp suất chất lỏng không phụ thuộc vào hình dạng bình chứa

Ứng dụng

Đây là nguyên lý của kích thủy lực,

sự nâng, ép, và điều khiển thủy lực

•Lực ép có thể có được thông qua kích, hoặc khí nén được

1 1

2

A A

F 

Với đk đẳng nhiệt, T là hằng số ,T= To:

Khí quyển tiêu chuẩn theo

Tầng bình lưu:

Tầng đối lưu:

Bắt đầu,

Tầng đối lưu :

Thay thế nhiệt độ và tích phân :

 được biết như giới hạn giảm nhiệt độ, 0.00650 K/m, và Ta là nhiệt độ trên mặt biển , 288.15 K

pa là áp suất trên mặt biển, 101.33 kPa, R là hằng số khí , 286.9 J/kg.K

Phân bố áp suất trong khí quyển

§4 Đo áp suất chất lỏng

Áp suất tuyệt đối: được xác định tương đối với chân

không hoàn toàn

Áp suất dư: được đo tương đối với áp suất khí quyển cục bộ

•Áp suất dư bằng 0 tương ứng với áp suất khí quyển.

•Áp suất tuyệt đối luôn luôn dương

•Áp suất dư có thể dương hoặc âm

•Áp suất dư âm được gọi là chân không

•Đơn vị tiêu chuẩn của áp suất là psi, psia, kPa, kPa

(tuyệt đối) áp suất cũng có thể xác định theo chiều cao cột chất lỏng

•Theo đó, xác định theo mmHg, m nước…

Minh họa thí nghiệm: Phát họa của Torricelli’s

Chú ý, pvapor rất nhỏ, 0.0000231 psia at 68° F,

& patm is 14.7 psi, vì thế:

Suy ra: pA  po  1h1

Áp suất dư

Disadvantages:

1)The pressure in the container has to

be greater than atmospheric pressure 2) Pressure must be relatively small to maintain a small column of fluid.

3) The measurement of pressure must

be of a liquid.

Chú ý: pA = p1 vì cùng cao trình

Nếu chất lỏng trong bình là khí, thì số hạng 1 của chất lỏng có thể được bỏ qua: