CHƯƠNG 3 cơ sở ĐỘNG lực học CHẤT LỎNG

PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH 3.7.. CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH • CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH LÀ CHUYỂN ĐỘNG MÀ CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NÓ PHỤ THUỘC V

THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG

3.5 PHÂN LOẠI DÒNG CHẢY

3.6 PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA DÒNG

CHẢY ỔN ĐỊNH

3.7 PHƯƠNG TRÌNH BECNULI

3.8 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

3.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG

• ÁP SUẤT THỦY ĐỘNG

p(x,y,z,t)

• LƯU TỐC ĐIỂM u(x,y,z,t)

• GIA TỐC a(x,y,z,t)

3.2 CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH

• CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH LÀ CHUYỂN ĐỘNG MÀ CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NÓ PHỤ THUỘC VÀO KHÔNG GIAN VÀ THỜI GIAN

• p(x,y,z,t)

• u(x,y,z,t)

• a(x,y,z,t)

CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH

• CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH LÀ CHUYỂN ĐỘNG MÀ CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NÓ CHỈ PHỤ THUỘC VÀO KHÔNG GIAN, KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO THỜI GIAN

3.3 QUỸ ĐẠO, ĐƯỜNG DếNG, DếNG NGUYấN TỐ VÀ DếNG CHẢY

QUỸ ĐẠO

1

ĐƯỜNG DếNG

2

Quỹ đạo là đường đi của một phần

tử chất lỏng trong khụng gian chất

lỏng chuyển động

éường dũng là đường cong tại một thời điểm cho trước, đi qua

cỏc phần tử chất lỏng cú vectơ lưu tốc là những tiếp tuyến của

đường cong ấy

dt u

dz u

dy u

dx

z y

dz u

dy u

Quỹ đạo

Đ-ờng dòng

3.3 QUỸ ĐẠO, ĐƯỜNG DÕNG, DÕNG NGUYÊN TỐ VÀ DÕNG CHẢY

3.4 NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY

MẶT CẮT ƯỚT

1

Mặt cắt ướt là mặt cắt vuông góc với tất cả các đường dòng

MÆt c¾t -ít cong MÆt c¾t -ít ph¼ng

3.4 NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY





 R

Chu vi ƣớt là phần chiều dài

chu vi tiếp xúc giữa chất lỏng



 

3.4 NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY

LƯU LƯỢNG

5

VẬN TỐC TRUNG BÌNH MẶT CẮT

6

Lưu lượng là thể tích chất lỏng đi qua một mặt

cắt ướt trong một đơn vị thời gian

3.5 PHÂN LOẠI DÕNG CHẢY (CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH)

DÕNG CHẢY ĐỀU VÀ DÕNG CHẢY KHÔNG ĐỀU

3.5 PHÂN LOẠI DÕNG CHẢY (CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH)

DÕNG CHẢY CÓ ÁP, KHÔNG ÁP VÀ DÕNG TIA

3

Dòng chảy có áp là dòng chảy đầy ống, áp lực thủy

động khác áp suất khí quyển

Mặt cắt ngang ống

Dòng chảy không áp là dòng chảy mà mặt thoáng

của nó hở ra khí trời

Dòng tia, dòng chảy không bị giới hạn bởi thành

rắn, chuyển động trong môi trường chất lỏng cùng

loại hoặc khác loại

3.6 PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA DÕNG CHẢY ỔN ĐỊNH

PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA DÒNG NGUYÊN TỐ

3.6 PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA DÕNG CHẢY ỔN ĐỊNH

PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC CỦA TOÀN DÕNG CHẢY

2 2

1

1 d u d u

p z

g 2

u

p

z

2 2 2

2

2 1 1

2g

3.7 PHƯƠNG TRÌNH BECNULI

2

2

1 1

u p

z

2 1 1

2 2 2

2

2 1 1

g 2

u p

z g 2

u p

u p

z

2 2 2

.g

2

u

dQ.)

pz



•Lưu lượng không đổi dọc theo chiều dòng chảy (Q = const)

•Tại mặt cắt đã chọn để viết phương trình, thì dòng chảy phải là đổi dần, còn dòng chảy giữa hai mặt cắt tùy ý

3.7 PHƯƠNG TRÌNH BECNULI

Ý NGHĨA NĂNG LƯỢNG CỦA PHƯƠNG TRÌNH BECNULI

6

hw g

2

v

p z

g 2

v

p z

2 2 2 2

2

2 1 1 1

Đường đi qua các đỉnh đoạn (z + p/) tại các mặt cắt trên dòng chảy, gọi

là đường cột nước đo áp (ký hiệu là đường P-P hay HGL)

Đường nối đỉnh tổng cột nước (H) tại các mặt cắt trên dòng chảy gọi là đường tổng cột nước (đường năng, ký hiệu là E-E hay EGL)

p

hw

2

21

hạ thấp hoặc lên cao của đường

đo áp PP với độ dài đoạn dòng

trên đó thực hiện độ hạ thấp

hoặc lên cao đó

3.8 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

3.8.1 ĐỊNH LUẬT ĐỘNG LƯỢNG

3.8.2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

3.8.3 CÁCH DÙNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

3.8.4 CÁC BƯỚC ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

MẶT KIỂM TRA

),

Với: K  Q0 v

Thông thường ta kết hợp phương trình Bernoulli, phương trình liên tục

và phương trình đông lượng để giải bài toán tìm lực

+ Điều kiện để áp dụng phương trình động lượng:

•Viết phương trình động lượng chiếu lên hệ trục toạ độ

•Kết hợp PT Becnuli và PT liên tục để tính toán

3.8 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

VÍ DỤ 1: Vòi phun nước cứu hỏa có đường kính giảm từ D = 20mm đến

d = 5 mm Tìm lực tác dụng của vòi vào dòng nước, biết áp suất pd =

1

R

0 x

Q = Q1 = Q2 = V1.1 = 0,0004 (m3/s)

Thay vào phương trình (**)

R = 54,95 (N)

3.8 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LƯỢNG

VÍ DỤ 2: Đường ống dẫn nước đặt trên mặt phẳng nằm ngang có đường

kính giảm từ d = 100mm Tìm lực tác dụng của dòng nước vào ống, biết áp suất tại trước chỗ uốn cong pd1 = 200 kN/m2, lưu lượng dòng chảy trong ống Q = 22 l/s

+ Mặt kiểm tra: giới hạn từ mặt cắt (1-1) đến mặt cắt (2-2)

 

45 , 2 )

,

 tg R Rx

tg