Đại Cương Về Lưu Chất ppt

Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng... Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng 2.. Phương pháp nghiêng cứu Ba phương pháp nghiêng cứu phổ biến •Phương pháp lý thuyết

Môn Học : Cơ Lưu Chất

Số tiết : 30 tiết

Số tiết/tuần: 2 tiết

Giáo trình chính

[1] Cơ lưu chất – ĐHCN Tp.HCM

04/12/2007 3

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Hữu Chí, Nguyễn Hữu Duy, Phùng Văn Khương, Bài tập cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB ĐH&THCN, 1979

[2] Trần Chấn Chỉnh, Lê Thị Minh Nghĩa Cơ học chất lỏng kỹ thuật, ĐHBK Tp.HCM, 1992

[3] Comolet R Mécanique expérimentale des fluides, Masson, 1982

[4] Gasiorek, Fluid Mechanics, Longman Scientific&Technical Douglas, 1991

Nội dung môn học

Chương 1 Mở đầu

Chương 2 Tĩnh học lưu chất

Chương 3 Động học lưu chất

Chương 4 Động lực học lưu chất

Chương 5 Phân tích thứ nguyên và đồng dạng

Chương 6 Thế lưu

04/12/2007 5

Nội dung môn học

Chương 7 Chuyển động ma sát, lý thuyết lớp

biên

Chương 8 Lực nâng và lực cản

Chương 9 Dòng chảy đều trong ống

Chương 1 Đại Cương Về Lưu Chất

GV: Nguyễn Đức Vinh

I Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng

04/12/2007 9

I Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng

2 Phương pháp nghiêng cứu

Ba phương pháp nghiêng cứu phổ biến

•Phương pháp lý thuyết:

Sử dụng các công cụ tóan học, phương trình vi phân, tóan tử quen thuộc, các định lý tổng quát của cơ học

•Phương pháp thực nghiệm:

Dùng trong một số các trường hợp không thể giải quyết bằng lý thuyết

I Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng

Kết quả thực nghiệm giúp chúng ta giải quyết vấn đề nhanh chóng các vấn đề thực hành đồng thời giúp hoàn thiện các mô hình mô tả lưu chất

Còn phương pháp giải tích cho ta các kết quả có tính tổng quát, lí luận

Hai phương pháp trên thường kết hợp với nhau và bổ trợ cho nhau

04/12/2007 11

I Đối tượng, phương pháp nghiên cứu, ứng dụng

•Phương pháp bán thực nghiệm:

Kết hợp hai phương pháp thực nghiệm và lý thuyết

3.Ứng dụng

Phạm vi ứng dụng môn cơ lưu chất là khá rộng rãi: giao thông vận tải, cơ khí, hàng không, công nghệ hóa chất, xây dựng, nông nghiệp, thủy lợi…

II Sơ lược lịch sử phát triển môn học

•Nhà bác học Acsimet (287-212, trước công nguyên) phát hiện lực tác động lên vật thể nhúng chìm trong nước

•Nhà danh họa ý, Leona Đevanhxi (1452-1519) đưa

ra khái niệm về lực cản của chất lỏng lên vật thể chuyển động trong nó

•400 năm sau Jukopxki và kutta giải thích được vì sao chim có thể bay được, đó là nhờ lực nâng

04/12/2007 13

II Sơ lược lịch sử phát triển môn học

•1687 nhà bác học thiên tài người Anh, I.Newton đưa

ra khái niện về ma sát giữa những lớp chất lỏng

•Euler (1707-1783) Bernully (1700-1782) là những người đặt cơ sở lý thuyết cho thủy khí động lực

•Hai nhà bác học Navie và Stốc tìm ra phương trình

vi phân mô tả chuyển động của chất lỏng (1821-1845)

II Sơ lược lịch sử phát triển môn học

•1904 nhà bác học người Đức sáng lập ra lý thuyết lớp biên, góp phần giải quýet nhiều bài toán động lực học

04/12/2007 15

III Một số tính chất cơ lý của chất lỏng

1.Một số tính chất dễ nhận biết

– Tính liên tục– Tính dễ di động– Tính chống cắt và kéo (rất kém)– Tính dính ướt

III Một số tính chất cơ lý của chất lỏng

2.Khối lượng riêng và trong lượng riêng

– Khối lượng riêng: ρ (kg/m3)– Trọng lượng riêng: γ (N/m3)

04/12/2007 17

III Một số tính chất cơ lý của chất lỏng

3.Tính nén ép và tính giản nở vì nhiệt

•Tính nén ép: biểu thị bằng hệ số nén ép βp

Biểu thức:

Hệ số nén ép là số giảm thể tích tương đối của chất lỏng khi áp suất tăng lên một đơn vị

III Một số tính chất cơ lý của chất lỏng

•Tính giản nở vì nhịêt: biểu thị bằng hệ số giản nở vì nhiệt βt

Biểu thức:

V= Vo(1+βt.∆t)

Là số thể tích tương đối tăng lên khi nhiệt độ tăng lên một độ

Biểu thức

III Một số tính chất cơ lý của chất lỏng

Mô tả chuyển động

04/12/2007 21

5 Sức căng bề mặt và hiện tượng mao dẫn

Sức căng bề mặt gắn liền với hiện tượng mao dẫn:

04/12/2007 23

6 Sự sôi của chất lỏng

Sự sôi của chất nước là quá trình bay hơi không những xảy ra trên bề mặt chất lỏng mà còn xảy ra bên trong chất lỏng

Các bọt khí tạo thành trong tòan bộ chất nước và vỡ

ra, lúc đó áp suất hơi bão hòa Pbh>Po

Nhiệt độ của chất nước ứng với Pbh gọi là nhiệt độ sôi

7 Chất lỏng thực và chất lỏng lý tưởng

Chất lỏng thực:

Là chất lỏng có đầy đủ các tính chất cơ lý như: tính cắt kéo, tính nhớt, sức căng bề mặt, sự sôi, tính nén ép

…

Chất lưu lý tưởng:

Là chất lưu hoàn toàn không nén được và trong chất

ấy không có các lực nhớt

p = f

S

∆

∆

Nguyên nhân tạo ra áp suất

Vì phân tử của chất lưu luôn luôn chuyển động hỗn loạn nên khi nó va chạm vào bề mặt tiếp xúc với vật rắn, nó truyền xung lượng cho vật rắn

Vậy sự biến thiên xung lượng của các phân tử chất lưu là nguyên nhân tạo ra áp lực lên mặt tiếp xúc

Ngoại lực tác dụng lên chất lỏng đều có thể phân ra làm hai loại là lực khối và lực mặt

Chương 2 Tĩnh Học Lưu Chất

GV: Nguyễn Đức Vinh

Điều kiện cân bằng

Tổng hình chiếu lên các trục của lực mặt và lực thể tích tác dụng lên khối phải bằng không

04/12/2007 33

Khi đó áp suất tại trọng tâm mặt trái là:

Áp suất tại trọng tâm mặt phải là:

Lực khối tác dụng lên khối chất lỏng là:

•Phương trình cân bằng

04/12/2007 35

Biến đổi pt

Suy ra

Tương tự theo phương y và z ta có hệ sau:

Xét khối chất lỏng đứng yên, cân bằng

•Lực khối đơn vị tác dụng theo phương x, y, z lần lượt là:

Fx = 0, Fy = 0, Fz = -g

•Xét theo phương z ta có:

04/12/2007 39

Phương trình Euler viết lại

•Lấy tích phân hai vế:

Phương trình cân bằng tĩnh lực học chất lỏng

constg

ρP

04/12/2007 41

04/12/2007 43

04/12/2007 45