TIỂU LUẬN CƠ LƯU CHẤT - NHÓM 1 -ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

Sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của Thầy Ths Nguyễn Sĩ Dũng, giảng viên bộ môn cơ lưu chất, Thầy đã nhiệt tình giảng giải và phân tích cho chúng em hiểu rõ về những vấn đề thắc mắc của

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ

š¯š

Tiểu luận

GVHD: Ths Nguyễn Sĩ Dũng Nhóm 1

TP.Hồ Chí Minh tháng 6 năm 2009

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ

š¯š

Tiểu luận

GVHD: Ths Nguyễn Sĩ Dũng Nhóm 1

10)Phạm Nguyễn Bá Trình 077005911)Quách Thế Trình

12)Trần Mậu Thành Trung 0771325

Sau một thời gian làm bài tiểu luận giờ đã hoàn thành Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn :

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng

em học tập và làm tiểu luận

Sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của Thầy Ths Nguyễn Sĩ Dũng, giảng viên

bộ môn cơ lưu chất, Thầy đã nhiệt tình giảng giải và phân tích cho chúng em hiểu

rõ về những vấn đề thắc mắc của chúng em đặt ra trong quá trình làm và những giờhọc tại lớp

Thư viện trường đã tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu tham khảo vàhọc tập đạt kết quả cao trong suốt quá trình làm tiểu luận

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời lượng môn học và trình độ có hạn, nêntrong quá trình làm tiểu luận không thể tránh những thiếu xót Rất mong nhận được

sự góp ý , nhận xét ,đánh giá về nội dung cũng như hình thức trình bày của Thầy vàcác bạn để bài tiểu luận của nhóm em được hoàn thiện hơn Chúng em chân thànhcảm ơn !

MỤC LỤC Chương 1 :

Bài 1.6 1

Bài 1.15 1

Chương 2 : Bài 2.12 3

Bài 2.20 3

Bài 2.21 5

Bài 2.30 5

Chương 3 : Bài 3.6 7

Bài 3.13 8

Chương 4 : Bài 4.16 9

Bài 4.23 10

Bài 4.30 11

Bài 4.37 13

Bài 4.44 5

Chương 8 : Bài 8.13 16

Bài 8.20 17

Bài 8.27 5

Bài 8.34 5

Tài liệu tham khảo 20

CHƯƠNG 1 : TÍNH CHẤT LƯU CHẤT

1.6 Một bình bằng thép có thể tích tăng 1% khi áp suất tăng thêm 70Mpa.Ở điều kiện p = 101,3Kpa,bình chứa đầy 450kg nước p = 1000 kg /m 3 Cho K= 2.06.10 9 pa.Hỏi khối lượng nước cần thêm vào để tăng áp suất lên thêm 70Mpa Giải:

1.15 Tính áp suất bên trong của 1 giọt nước ,đường kính 2 mm ,t = 25 0 ,Pa =

0 ,sức căng bề mặt của nước là 72,7.10 -3

Bài 2.12: Một ống chứa đày dầu  0.85 nối 2 bình A, B như hình vẽ Xác định

áp suất tại 2 điểm C và D.

Giải

GiảiTrọng lượng của vật là:

quay quanh trục nằm ngang qua O

Mực nước trung bình ở trên van 6m

1 Tính trị số x nhỏ nhất để van không tự động mở ra

2 Trục O khi đã đặt ở độ cao xmin và mực nước xuống

tới A, ta phải áp một ngẫu lực bằng bao nhiêu để mở van

6 m

A

B

Ox

6 m

Bài làm:

1 Để van không tự động mở ra thì áp lực do nước ở

trên van 6m tác dụng lên van phải đúng vào trục quay O

Vậy với x = 2,667 m thì van không tự động mở ra

2 Khi mực nước xuống tới A

Áp lực của nước tác dụng lên van:

2-30: Một cửa van cung co dạng 1/4 hình trụ

bán kính R = 1,5m dài 3m quay quanh trục nằm

ngang qua O Van có khối lượng 6000kg và trọng

31,5 9,81.10 1,5.3 33108,75( )

P tg

Vật sẽ cân bằng ổn định khi thỏa mãn 2 diều kiện:

_Trọng lượng của vật bằng lực đẩy Archimede

_Tâm định khuynh M nằm cao hơn trọng tâm C

Từ điều kiện 1 ta suy ra vị trí cân bằng của vật như sau:

Gọi a là cạnh của vật hình lăng trụ tam giác đều, và h là

3-6: Chuyển động 2 chiều được xác định bởi vecto vận tốc u với:

Chứng minh đây là chuyển động của lưu chất không nén được và hình elip



u a



y x

Vì C là một số nên có thể có giá trị bất kỳ nên cho C = 1

b (1 s )

b (1 s

)) 1 ( sin ( )) (

cos ( ) ( ) (

2 2

2 2

kco

r

b k

r r

b r k

r

r U

Như vậy: div 

U =0 thoải mãnθ (1+ phươnθ (1+g trìnθ (1+h liênθ (1+ tục lưu chất khônθ (1+g nθ (1+énθ (1+ nθ (1+ênθ (1+ chuyểnθ (1+ độnθ (1+g có hiệnθ (1+ hữu

CHƯƠNG 4 :ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU

Bài 4.16:

Chất lưu chuyển động tầng có vận tốc như sau: u = umax [ 1- (r/r0)2 ]

Xác định vận tốc trung bình, hệ số điều chỉnh động năng và động lượng.

1

= 

0 0

r

umax [ 1- (r/r0)2 ] 2 dr

= 2  umax 

0 0

= 2  umax [ 2

0

4 0 04

12



8

])(1[

max 3

3 2 0

3 max

u r

A

A

2 0

1

r

0 0

r

4

])(1[

max 2

2 2 0

2 max

u r

21(

8

4 0

4

0

2 0

2 2

V =

2

max

u A

2 2

2 2

1 1

Ta có pt:

d

N N d

d

M M d

p z

p

z

p z

Hg N

M

Hg N M

h h

z z

p z

p z

h p

f d

Hg

h h

2

2 2 1 2 2

D A

g

Q A A g

.

1

1 2

1 2 2

d Hg

f Hg

gh M C

D D

h d

gh Q



 thế các số liệu ta có: C = 0.94

4.30 Độ chênh mực thuỷ ngân trong ống chữ U nối hai đầu với cuối ống hút và đầu ống đẩy là h = 50 cm

Đường kính ống hút D 1 = 8cm

Đường kính ống đẩy D 2 =6cm

Bỏ qua mất năng

Biết lưu lượng Q = 17l/s

Tính công suất của bơm

Giải

Áp dụng phương trình năng lượng đối với 2 mặt cắt 1-1 và 2-2

g

v p z g

v p

z

H

n n

b

2 2

2 2 2 2

2 1 1

383 3 81 , 9

2 2

2 2

2 2

2 1

2

2

1 2

2 1 1

2 2 1

1 2

2 1 1

2 2 2

m

h g

v g

v

h

z z g

v p g

v h p

z z g

v p g

v p

H

n

Hg

n n

Hg n

1 Xác định lưu lượng nước chảy trong ống

1 Hai mặt cắt 1 -1; 2 – 2 là hai mặt phẳng, áp suất tại

các điểm trên mặt cắt phân bố theo quy luật thủy tĩnh

1

1

M M

2 ( 0.2 ) (0.4) 2.9,81.0, 2.( 0,6)

0.0497( / )

11

0.2

D D

R = F = 0,35 (N)

4.44 Một tia nước nghiêng 300 so với mặt nằm ngang,

đường kính 50mm vận tốc 30m/s đập vào mặt thoáng

của một bể nước chứa nước rất dài đặt trên xe

1 Tính lực ngang cần để giữ xe đúng yên

2 Nếu xe di chuyển trên mặt ngang

theo chiều tia nước với vận tốc 5m/s

Tính lực đẩy nằm ngang của tia nước tác dụng lên xe Tính hiệu suất

30 0

2 Áp dụng phương trình động lượng trong

trường hợp xe chuyển động với vận tốc 5m/s

Vậy lực tia nước tác dụng lên xe là 1236 N

CHƯƠNG 8 : DÒNG CHẠY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP

Bài 8.13:

Người ta tháo nước từ hồ chứa ra sông qua ống ngầm có đường kính D = 0.5m, độ nhám  = 0.1mm, dài l = 20m Cho hệ số tổn thất cột áp cục bộ tại miệng vào của ống là 0.8, miệng ra là 0.1, chỗ uốn là 0.45 Nếu lưu lượng nước chảy trong ống ngầm là Q = 0.24 m s

3

Hỏi độ chênh mực nước giữa hồ và sông H.

30 0

F

4 24 , 0

 =1.22m s

4 6 , 1 10 10

01 , 0

5 , 0 22 , 1

10 1

22 , 1 ).

45 , 0 1 8 , 0 5 , 0

20 016

Bài 8.20: Hai hồ chứa nước nối với nhau bởi các đường ống cùng có ∆=0.25mm

mắc nối tiếp với nhau Các ống có các thông số : =300m , =0.2m ; =360m ,

=0.3m ; =1200m , =0.45m Khi cho Q=0.1 , tính độ chênh lệch mực nước giữa 2 hồ

Câu 8.27 :Một mạng đường ống khéop kín như hình vẽ thông số của các ống cho trong bảng lưu lượng tại các nút cho trên hình xát định lưu lượng nước

chảy trong các ống

Bài giải Phương pháp giải

Ta dung phương pháp hardy-cross để giải bài toán với tổn thất đưòng ống được tínhtheo công thức: hf mQ x

Trình tự giải toán :

Xác định các vòng kín , đó là các ống nối khép kín voéi nhau thành 1

vòng trong mỗi vòng kín ,ta chọn chiều quay làm chiều dương tổn thất cột áp hf trong ống chảy thuận chiều quay sẽ mang dấu dương và ngượi lại

0.0160.0160.0200.0160.0150.0150.0160.014

onθ (1+g l,m d,m nθ (1+

9 10 11 12 13 14 15

850900920760660620680

0.400.240.200.320.180.160.16

0.0140.0140.0160.0160.0150.0150.015

1 2 9

l/sθ(1-Giả thiết lưu lượng ban đầu Qi phân bố trong các ống ,Qi phải thoải mãn đk

liên tục tại mọi nút ,nghĩa là tổng lưu lượng đến bằng lưu lượng đi

hiệu chỉnh lưu lượng trên từng vòng ta tính tổn thất của các ống hf ứng với Qi tương ứng khi đó giá trị hiệu chỉnh là ΔQ:Q:

f

f igt

Q x

h h Q



lưu lượng của các ống trong vòng được hiệu chỉnh theo nguyên tắc

ông chảy thuận chiều quay Q Qi igt Q

ống chảy ngược chiều quay Q Qi igt Q

kiểm tra lại bằng cách hiệu chỉnh 1 lần nữa

Bài giải chính thức

ta giả thiết lưu lượng tại các ống như sau

và chiều quay thuận chiều kim đồng hồ ,tổn thất cột áp được tính theo công thức chezy như vậy công thức cột áp có hệ số như sau: m= li 2

k và x=2 ta tính hệ số

m và thu được số liệu sau :

Tính toan hiệu chỉnh lưu lượng tiếp theo được tiến hành và ghi trong bảng

Sau một vòng hiệu chỉnh lưu lượng các ống thì lưu lương thu đuợc thống kê ở bảng sau

37.8 20.25 94 20.5 26 34 1.07 56.78 34.29 61.9 18.3 37.6 19.7 47.3 63 23.2 12.58 0.188 6.22 20.4 32.5

Ta xem bảng trên như là lưu lượng giả thiết ban đầu ,ta thực hiện như trình tự các bước như trên và thu được lưu lưọng như sau:

Cần chú ý :Trong quá trình tính toán cần phải lấy số liệu của vòng trước để tính

toán cho vòng sau

Bài 8.34: Trên đáy một bể chứa nước hình hôp chữ nhật đáy 1.0m x 1.6m; sâu

0.8m có một lỗ nhỏ cạnh mỏng đường kính D=0.32cm Nếu không có nước thêm vào bể thì sau bao lâu thì nước trong bể cạn ? Lấy hệ số lưu lượng của lỗ là 0.63

Giải:

Ta có lưu lượng dòng chảy tính theo công thức

Q = ; trong đó h giảm theo thời gian

Sau thời gian dt thể tích trong bình giảm

onθ (1+g 1 2 3 4 5 6 7

Q i (l/sθ(1-) 322.6 158.8 90.7 76.1 20.4 66.7 69.8

850.8

9 10 11 12 13 14 15277.4 88.5 58.8 156.7 43.1 20.7 29.2

onθ (1+g

Q i (l/sθ(1-)

dt =- dh

*2* = 127595s

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trần Chấn Chỉnh – Lê Thị Minh Nghĩa Cơ Học Chất Lỏng Kỹ Thuật Tập 1

Nhà xuất bản Giáo Dục – 1996

2 Nguyễn Thị Phương – Lê Song Giang Cơ Lưu Chất (Lý Thuyết Và Bài Tập).

2001