ÂẢI HC  NÀƠNG TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA KHOA XÁY DỈÛNG THU LÅÜI - THU ÂIÃÛN GIẠO TRÇNH MÄN HC THU LỈÛC ĐẠI CƯƠNG (THU LỈÛC 1) Bäü män : CÅ SÅÍ K THÛT THY LÅÜI Täø : Thu Lỉûc  NÀƠNG, 12/20005 Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi CHỈÅNG I: MÅÍ ÂÁƯU *** ⇓1.1 ÂËNH NGHÉA MÄN HC, ÂÄÚI TỈÅÜNG V PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU I Âënh nghéa män hc, phảm vi ỉïng dủng: II Âäúi tỉåüng nghiãn cỉïu: III Phỉång phạp nghiãn cỉïu män hc: ⇓1.2 NHỈỴNG TÊNH CHÁÚT VÁÛT L CÅ BN CA CHÁÚT LNG I Khäúi lỉåüng riãng ca cháút lng ρ II Trng lỉåüng riãng ca cháút lng γ III Tênh thay âäøi thãø têch ạp lỉûc v nhiãût âäüü Tênh thay âäøi thãø têch ạp lỉûc Tênh thay âäøi thãø têch nhiãût âäü IV Sỉïc bãư màût v hiãûn tỉåüng mao dáùn V Tênh nhåït VI Hai loải lỉûc tạc dủng lãn mäüt thãø têch cháút lng BI TÁÛP CHỈÅNG I Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi MÅÍ ÂÁ CHỈÅNG ELEMENTS OF FLUID MECHANICS ⇓1.1 ÂËNH NGHÉA MÄN HC, ÂÄÚI TỈÅÜNG V PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU I Âënh nghéa män hc, phảm vi ỉïng dủng: Âënh nghéa: Thy lỉûc l män khoa hc cå såí ỉïng dủng nhàòm nghiãn cỉïu nhỉỵng qui lût cán bàòng, chuøn âäüng ca cháút lng v ỉïng dủng nhỉỵng qui lût ny vo thỉûc tãú sn xút Phảm vi ỉïng dủng: Thy lỉûc hc âỉåüc dng nhiãưu ngnh k thût nhỉ: thy låüi, giao thäng thy, cå khê, cáúp nỉåïc II Âäúi tỉåüng nghiãn cỉïu: L cháút lng, cọ cháút: - Tênh chy Do lỉûc liãn kãút giỉỵa cạc pháưn tỉì cháút lng úu nãn cọ di âäüng dãù chy hay nọi mäüt cạch khạc l cọ chy Thãø hiãûn åí chäù: Cạc pháưn tỉí chuøn âäüng tỉång âäúi våïi nhau, cháút lng khäng cọ hçnh dảng riãng biãût m phủ thüc vo hçnh dảng ca bçnh chỉïa cháút lng - Tênh khäng nẹn, khäng dn âỉåüc Do khong cạch giỉỵa cạc pháưn tỉí cháút lng nh so våïi cháút khê nãn sinh sỉïc dênh phán tỉí ráút låïn lm cho thãø têch cháút lng háưu khäng âäøi cọ sỉû thay âäøi vãư ạp sút, nhiãût âäü - Tênh liãn tủc Cháút lng âỉåüc xem mäi trỉåìng liãn tủc, tỉïc l gäưm vä säú nhỉỵng pháưn tỉí cháút lng chiãúm âáưy khäng gian Tỉì âọ xáy dỉûng âỉåüc cạc phỉång trçnh mä t åí dảng vi phán, têch phán III Phỉång phạp nghiãn cỉïu män hc: Cå såí l lûn ca män hc thy lỉûc l váût l, cå hc l thuút, cå hc cháút lng Bn thán thy lỉûc hc lải l cå såí âãø nghiãn cỉïu nhỉỵng män chun män: - Xáy dỉûng cäng trçnh thy låüi: Thy âiãûn, thy cäng, trảm båm, kãnh dáùn - Xáy dỉûng dán dủng, cáưu cng, cáúp nỉåïc, cáưu âỉåìng - Chãú tảo mạy thy lỉûc: båm, tc-bin, âäüng cå thy, truưn âäüng thy lỉûc Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi ⇓1.2 NHỈỴNG TÊNH CHÁÚT VÁÛT L CÅ BN CA CHÁÚT LNG I Khäúi lỉåüng riãng ca cháút lng ρ - L khäúi lỉåüng ca mäüt âån vë thãø têch cháút lng ρ= M W ρ : khäúi lỉåüng riãng, M: khäúi lỉåüng ca thãø têch W, W: thãø têch cọ khäúi lỉåüng M [ [ [ M ] [M ] F] F ][T ] [ρ ] = = = = [W ] [L]3 ([a]× [W ]) [L]4 - - Âån vë ca ρ l: kg/m3, T/m3, g/cm3, NS2 /m4 - - ÅÍ 40c: ρnỉåïc = 1000kg/m3 II Trng lỉåüng riãng ca cháút lng γ - L trng lỉåüng ca mäüt âån vë thãø têch cháút lng γ= P W γ : Trng lỉåüng riãng, P : Trng lỉåüng ca khäúi cháút lng cọ thãø têch W, W : Thãø têch khäúi cháút lng cọ trng lỉåüng P - Våïi cháút lng âäưng cháút thç trng lỉåüng riãng chênh bàòng: γ = ρ×g Våïi g: gia täúc råi tỉû Vç P = M×g nãn: γ= P M×g ⎡M⎤ = = g⎢ ⎥ = g × ρ W W ⎣W⎦ Thỉï ngun ca trng lỉåüng âån vë: [γ ] = [F]3 [L] Âån vë ca γ: N/m3, (Kg/S2)/m2 Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn ÅÍ 40C: Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi γ nỉåïc = 1000kG/m3 = 9810N/m3 (1N = 0.102 KG) T khäúi: L t säú giỉỵa khäúi lỉåüng riãng ca cháút lng våïi khäúi lỉåüng riãng ca nỉåïc åí t0 =40C T trng: L t säú giỉỵa trng lỉåüng riãng ca cháút lng våïi trng lỉåüng riãng ca nỉåïc åí t0 =40C III Tênh thay âäøi thãø têch ạp sút v nhiãût âäüü: Tênh thay âäøi thãø têch ạp sút: - Khi ạp sút tàng tỉì P lãn P+dP thç thãø têch váût thãø gim tỉì W xúng W - dW - Tênh nẹn ca cháút lng âỉåüc âàûc trỉng bàòng hãû säú co thãø têch βw, âãø biãøu thë sỉû gim tỉång âäúi ca thãø têch cháút lng W ỉïng våïi sỉû tàng ạp sút P lãn mäüt âån vë ạp sút βw = − P W dW P+dP W-dW dW (m N ) W dP - Thỉûc nghiãûm chỉïng t: Trong phảm vi ạp sút thay âäøi tỉì âãún 500 at v nhiãût âäü tỉì âãún 200C thç βw = 0,00005 (cm2/KG) ≈ Nhỉ váûy thy lỉûc cháút lng coi khäng nẹn âỉåüc - Âải lỉåüng nghich âo ca ca hãû säú co thãø têch gi l mä âun ân häưi K K= dP = −W βw dW (N/m2) Tênh thay âäøi thãø têch nhiãût âäü: - Khi thay âäøi nhiãût âäü dng hãû säú co gin vç nhiãût βt, âãø biãøu thë sỉû biãún âäøi ca thãø têch cháút lng W ỉïng våïi sỉû tàng nhiãût âäü t lãn 1oC βT = dW W dt - Thê nghiãûm cho tháúy: Trong âiãưu kiãûn ạp sút bàòng ạp sút khê tråìi Pa thç: Khi t = 4oC âãún 100C thç βT = 0,00014 t = 10oC âãún 200C thç βT = 0,00015 Nhỉ váûy:Trong thy lỉûc cháút lng coi khäng co gin dỉåïi tạc dủng ca nhiãût âäü Tọm lải: Trong thy lỉûc, cháút lng thỉåìng âỉåüc coi l cọ cháút khäng thay âäøi thãø têch màûc d cọ sỉû thay âäøi vãư ạp lỉûc hồûc nhiãût âäü tỉïc β T ≈ 0, β w ≈ IV Sỉïc bãư màût v hiãûn tỉåüng mao dáùn: - Mäùi pháưn tỉí cháút lng chëu lỉûc hụt cán bàòng theo mi phêa tỉì cạc pháưn tỉí cháút lng khạc bao quanh Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn - - Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi - Tải màût thoạng hay màût tiãúp xục giỉỵa hai loải cháút lng khạc nhau, lỉûc hụt ny khäng cn cán bàòng - tải màût thoạng cạc pháưn tỉí trãn bãư màût bë kẹo vo bãn khäúi cháút lng, gi l sỉïc màût ngoi: lm cho bãư màût cháút lng giäúng mäüt táúm mng mng chëu lỉûc - Sỉïc màût ngoi ráút nh so våïi cạc lỉûc khạc, cho nãn pháưn låïn cạc toạn thy lỉûc ngỉåìi ta khäng xẹt âãún hiãûn tỉåüng náưy V Tênh nhåït - Khi cháút lng chuøn âäüng, giỉỵa chụng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi, lm sinh lỉûc ma sạt Âáy l ngun nhán sinh täøn tháút nàng lỉåüng cháút lng chuøn âäüng Âàûc ny gi l nhåït - Cäng lỉûc nhåït sinh biãún thnh nhiãût nàng khäng thu häưi lải âỉåüc Cạc lỉûc nhåït sinh cọ liãn quan âãún lỉûc hụt phán tỉí cháút lng - Thê dủ vãư nhåït: Khi ta âäø dáưu ha, nỉåïc l, dáưu nhåìn nãưn nh thç täúc âäü chy ca khạc Âọ l mäùi cháút lng cọ lỉûc dênh nhåït näüi bäü khạc - Newton â âỉa gi thiãút vãư quy lût ma sạt v â âỉåüc thỉûc nghiãûm xạc nháûn: ”Sỉïc ma sạt giỉỵa cạc låïp ca cháút lng chuøn âäüng thç t lãû våïi diãûn têch tiãúp xục ca cạc låïp áúy, khäng phủ thüc vo ạp lỉûc, m phủ thüc vo Gradient váûn täúc theo chiãưu thàóng gọc våïi phỉång chuøn âäüng v phủ thüc vo lai cháút lng” n du dn F du τ = = µ× S dn F = µ×S× u=f(n) u+du dn u du O u Biãøu âäư phán bäú váûn täúc Trong âọ: F: sỉïc ma sạt giỉỵa hai låïp cháút lng T: ỉïng sút tiãúp S: diãûn têch tiãúp xục u: váûn täúc, u= f(n) - qui lût phán bäú váûn täúc theo phng n du : Gradient váûn täúc theo phỉång n (âảo hm ca u våïi n) dn µ: hãû säú nhåït (hãû säú âäüng lỉûc nhåït), l hàòng säú tè lãû phủ thüc vo loải cháút lng Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Thỉï ngun ca µ: [µ] = [F] ⎡ du ⎤ ⎢⎣S dn ⎥⎦ = [F] ⎡ L T⎤ ⎢⎣L L ⎥⎦ = Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi [F][T] = [M.L T T ] = [M] [L2 ] [L2 ] [L][T] Âån vë: N.s/m2 ; kg/s.m Tênh nhåït cn âỉåüc âàûc trỉng båíi hãû säú nhåït âäüng hc: ν = µ ρ Thỉï ngun ca ν: - Âån vë: m2/s; cm2 /s - Loải cháút lng tn theo âënh lût ma sạt ca Newton gi l cháút lng thỉûc hồûc cháút lng Newton Män thy lỉûc nghiãn cỉïu cháút lng ny - Cạc loải cháút lng sån, häư khäng tn theo âënh lût ma sạt gi l cháút lng phi Newton - Cháút lng l tỉåíng l cháút lng tỉåíng tỉåüng khäng cọ nhåït Tọm lải: Trong nhỉỵng âàûc váût l cå bn nọi trãn ca cháút lng, âàûc cọ khäúi lỉåüng, cọ trng lỉåüng, cọ nhåït l nhỉỵng âàûc quan trng nháút VI Hai loải lỉûc tạc dủng lãn mäüt thãø têch cháút lng Xẹt mäüt thãø têch cháút lng, chỉïa màût cong S Nhỉỵng lỉûc tạc dủng lãn thãø têch cháút lng chia lm hai loải: + Lỉûc khäúi: L nhỉỵng lỉûc t lãû våïi khäúi lỉåüng cháút lng, tạc dủng lãn mäùi phán tỉí cháút lng nhỉ: Lỉûc quạn tênh, trng lỉûc, lỉûc âiãûn tỉì Thäng thỉåìng lỉûc khäúi l trng lỉûc, trỉì mäüt säú trỉåìng håüp âàûc biãût phi xẹt thãm lỉûc quạn + Lỉûc bãư màût: L lỉûc tỉì ngoi tạc dủng lãn cạc pháưn tỉí cháút lng qua màût tiãúp xục, t lãû våïi diãûn têch màût tiãúp xục nhỉ: ạp lỉûc khê quøn tạc dủng lãn màût tỉû ca cháút lng, ạp lỉûc piton lãn cháút lng chỉïa xy lanh, Vê dủ 1: a Tçm sỉû thay âäøi thãø têch ca 1m3 nỉåïc åí nhiãût âäü 270C ạp sút gia tàng 21KG/cm2 (Cho K åí 270c l 22,90.103 KG/cm2) b Theo nhỉỵng säú liãûu thỉûc nghiãûm sau âáy, xạc âënh mä âun ân häưi thãø têch ca nỉåïc Våïi 35KG/cm2 thãø têch l 30 dm3 v våïi 250 KG/cm2 thãø têch l 29,70 dm3 Gii: a Ta cọ : dW = - Wdp/ K = - 21 104/ 22,9 107 = - 9,15.10-4 m3 b Mä âun ân häưi thãø têch ca nỉåïc l : K = -Wdp / dW = -30.103.(250-35) 104/ (29,70-30).103 = 21,5 107KG/m2 Vê dủ 2: Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi Xạc âënh lỉûc ma sạt tải màût ca mäüt äúng dáùn dáưu cọ âỉåìng kênh d=80mm, chiãưu di l=10m, nãúu lỉu täúc trãn màût càõt ngang ca äúng thay âäøi theo qui lût: u =25y - 312 y2, âọ y l khong cạch tỉì màût ca äúng (0 ≤ y ≤ d/2) Hãû säú nhåït âäüng lỉûc ca dáưu µ =0,0599 N.s/m2 + Lỉu täúc låïn nháút ca dáưu äúng l bao nhiãu? + V biãøu âäư chè r qui lût phán bäú lỉu täúc äúng theo màût càõt ngang äúng Gii: • Ta dng cäng thỉïc ca Newton âãø lỉûc cn: Fms = µ.S y du dn u=25y-312y2 ÅÍ âáy phỉång n chênh l phỉång y du = u′ Tênh: dy umax d/2 ′ u ′ = (25.y − 312.y ) = 25 − 624.y u′ = → y o = u l=10 m 25 ≈ (m ) 624 25 umax tải y0 u’ =0, thay giạ trë y0 vỉìa tçm âỉåüc vo u: u max = 25 1 312 − 312 = − ≈ 0,5 (m s ) 25 25 625 Tênh Fmasạt : S = l× π× d = 10× π× 0,08m = 2,512 m2 du : vç tçm ma sạt tải thnh äúng, nãn tải âọ y=0 dy du = 25 − 624y = 25 − 624 × = 25 dy Thay vo: Fms = 0,0599× 2,512× 25 = 3,76 N • V biãøu âäư: Âáy l mäüt hm báûc hai våïi y Tải u ′ = → y = y o = m => u max = 0,5 (m s ) 25 Tải thnh äúng y= cọ u= m/s Nỉía ca äúng láúy âäúi xỉïng Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi BI TÁÛP CHỈÅNG I Bi 1: Äúng dáùn nỉåïc cọ âỉåìng kênh d=500mm v di l=1000m chỉïa âáưy nỉåïc åí trảng thại ténh dỉåïi ạp sút P0=4 at v nhiãût âäü to=5oC B qua sỉû biãún dảng v nẹn, gin nåí ca thnh äúng Xạc âënh ạp sút äúng nhiãût âäü nỉåïc äúng tàng lãn t1=150C, biãút hãû säú gin nåí nhiãût âäü ca nỉåïc β t =0,000014 v hãû säú nẹn βp = cm / KG 21000 Âạp säú: p sút ca nỉåïc äúng P=7 at Bi 2: Âem thê nghiãûm thy lỉûc mäüt äúng cọ âỉåìng kênh d=400mm, chiãưu di l=2000mm, ạp sút nỉåïc äúng tàng lãn 45 at, sau gim xúng cn 40 at Cho biãút βw =5,1.10-10 m2/N B qua sỉû biãún dảng ca v äúng Hi thãø têch nỉåïc rè ngoi l bao nhiãu? Âạp säú: ∆ W=62,8 dm3 Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi CHỈÅNG THU TÉNH *** I Khại niãûm ạp sút thu ténh - ạp lỉûc II Cạc cháút ca ạp sút thu ténh Tênh cháút Tênh cháút III Phỉång trçnh vi phán cå bn ca cháút lng âỉïng cán bàòng IV Sỉû cán bàòng ca cháút lng trng lỉûc Âënh lût bçnh thäng nhau: Âënh lût Pascal Ạp sút tuût âäúi, ạp sút dỉ, ạp sút chán khäng V nghéa hçnh hc v nàng lỉåüng ca phỉång trçnh cå bn ca thy ténh nghéa hçnh hc nghéa nàng lỉåüng VI Biãøu âäư ạp lỉûc VII p lỉûc cháút lng lãn thnh phàóng cọ hçnh dảng báút k Trë säú ca ạp lỉûc Vë trê tám ạp lỉûc VIII p lỉc cháút lng lãn thnh phàóng hçnh chỉỵ nháût cọ âạy âàût nàòm ngang Xạc âënh trë säú ca P Âiãøm âàût ca ạp lỉûc IX p lỉûc ca cháút lng lãn thng cong Xạc âënh trë säú Âiãøm âàût ca lỉûc Mäüt säú trỉåìng håüp cáưn lỉu BI TÁÛP THY TÉNH HC Bi ging Thy Lỉûc Trang Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi γ ∂v α γ.Q ∂v ∂u A = ∫ γ.dQ = α o w.2 v = g ∂ ∂ ∂t t g t g w Thãú vo phỉång trçnh (8.6) v âån gin cho γQ, ta âỉåüc : ∂h α ∂v p α.v ∂ )=− w − (z + + 2g ∂l γ ∂l g ∂t Têch phán phỉång trçnh náưy tỉì màût càõt 1-1 âãún màût càõt 2-2 âỉåüc 2 l α ∂v p1 α1 v p α v z1 + + dl = z2 + + + h w1−2 + ∫ γ γ 2g 2g l g ∂t (8.7) Âọ chênh l phỉång trçnh Becnoulli cho dng khäng äøn âënh, ta cọ thãm säú hảng: l α ∂v hi= ∫ dl (8.8) ∂t l g nghéa váût l ca säú hảng náưy biãøu thë cäüt nỉåïc dng âãø khàõc phủc quạn ca khäúi cháút lng âoản dng 1-2 Vç thãú cäüt nỉåïc hi1-2 gi l cäüt nỉåïc quạn ∂v Nãúu >0 thç hi > ∂t ∂v τ0) thç lục ( t = τ0< τd), khọa váùn chỉa âọng xong, nãn lỉu täúc måïi gim âãún trë säú v τo σqâ, ta cọ nỉåïc va pha thỉï nháút σ < σqâ, ta cọ nỉåïc va giåïi hản Thê dủ 1: Cho mäüt äúng vo dáùn nỉåïc vo túc bin di l = 570m, âỉåìng kênh d = 500 mm, dy e = mm, bàòng thẹp cọ E = 2,03.1011 N/m2, lỉu täúc trung bçnh äúng l: v0 = m/s, cäüt nỉåïc ténh H0 = 70 m Tênh täúc âäü truưn sọng nỉåïc va v ạp sút nỉåïc va hai trỉåìng håüp : Âọng khọa tỉïc thåìi, hon ton Âọng khoạ hon ton theo qui lût báûc nháút våïi thåìi gian t, thåìi gian τâ = sec, ( cho K = 2,03.109 N/m2) Bi ging Thy Lỉûc Trang 146 Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi Gii: Ta cọ : c = K 1425 ρ = = 1143m / s K d , 03 10 500 1+ 1+ E e 2,03.1011 Khi âọng khọa tỉïc thåìi, hon ton ạp lỉûc nỉåïc va : ∆p = ρ.c.v0 = 1000.1143.2 = 2.286.103 KN/m2 Tỉång ỉïng cäüt nỉåïc : ∆p 2,286.10 ∆H = = 233m γ 9,81 2L × 570 Màût khạc : τ = = = sec < τâ = sec c 1143 Váûy ta cọ nỉåïc va giạn tiãúp Ta âi σ v σqâ V0 L 2,570 σ= = = 0,333 g.H τ â 9,81.70.5 c.v 1143 × = 1,664 µ= = 2gH 19,62 × 70 Nãn σqâ λ0 = 4.µ.λ (1 − µλ ) 4.1,664(1 − 1,664 ) = = =2 (1 − 2µλ ) − 2.1,646 Ta cọ : σ < σqâ Váûy ta cọ nỉåïc va giåïi hản 0,333 σ Våïi ξgh = ( σ + + σ ) = ( 0,3332 + + 0,333) = 0,392 2 Váûy ạp sút nỉåïc va cỉûc âải trỉåìng håüp náưy l: ∆p = γ.ξgh.H0 = 9,81.103 0,393.70 = 269,873 N/m2 tỉång âỉång våïi cäüt nỉåïc : ∆H = ∆p = 0,393.70 = 27,5m γ Nhỉ váûy so våïi trỉåìng håüp tỉïc thåìi, ạp sút nỉåïc va â gim xúng gáưn 8,5 láưn Thê dủ 2: Mäüt äúng dáùn nỉåïc vo turbine di 540 m, cọ âỉåìng kênh d = 1200mm dy 16 mm, turbine âang lm viãûc våïi âäü måí ton pháưn, ỉïng våïi lỉu lỉåüng Q = m/s thç tỉì âọng lải theo qui lût sau : t(s) λ 0,6 0,3 0,1 Bi ging Thy Lỉûc Trang 147 Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi Xạc âënh ạp sút cỉûc âải ca nỉåïc va v thåìi âiãøm xút hiãûn ạp sút nỉåïc va cỉûc âải âọ, cho biãút H = 110 m , K = 0,01 L Gii: Diãûn têch màût càõt äúng : πd 3,14.1,2 w= = = 1,131m 4 Q = = 4,42m / s Lỉu täúc ban âáưu : v0 = w 1,131 Täúc âäü truưn sọng nỉåïc va: K 1425 Q c = − = 1080m / s K d 1200 1+ + 0,01 E e 16 Pha nỉåïc va tải khọa: τ0 = L 2.540 = = sec < τ = sec 1080 c Váûy l nỉåïc va giạn tiãúp Vç âäü måí khäng thay âäøi theo qui lût báûc nháút våïi thåìi gian , τ nãn phi gii phỉång trçnh täøng quạt våïi n láưn lỉåüt l 1, 2, 3, 4, d = τ0 c.v 1080.4,42 Ta âi : µ = = = 2,22 2gH 19,62.110 ξ Våïi n = : λ + ξ1 = λ − 2µ ξ1 0,6 + ξ1 = − 2.2.22 Gii ta dỉåüc : ξ1 = 0,842 ξ Våïi n = : λ + ξ = B1 − 2µ ξ ÅÍ âáy : B1 = λ 1 + ξ − 2µ 0,842 = 0,62 B1 = 0,6 + 0,842 = 4,44 Thay vo v gii ta âỉåüc : ξ = 0,91 Tỉång tỉû n = 3, âỉåüc : ξ = 0,42 n=4 ξ = 0,11 Váûy : Bi ging Thy Lỉûc ξ max = ξ = 0,91 Trang 148 Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi Cọ nghéa l ạp sút nỉåïc va cỉûc âải xy sau bàõt âáưu âọng khọa sẹc v cọ giạ trë bàòng ∆p = γ.ξ.H0 = 9,81.103.0,91.110 = 981.000 N/m2 ∆p Tỉång âỉång våïi cäüt nỉåïc: ∆H = = 100m γ Thê dủ : Cháút lng chy tỉì bçnh chỉïa theo äúng dáùn ngoi , tçm sỉû biãún thiãn váûn täúc theo thåìi gian ca dng chy giai âoản âáưu , nãúu biãút hãû säú hiãûu chènh âäüng nàng l α , hãû säú täøn tháút dc âỉåìng l λ , v hãû säú täøn tháút củc bäü tỉì bçnh qua äúng l ξv , biãút âoản äúng di l l , cọ âỉåìng kênh d = const Xạc âënh thåìi gian τ1 váûn täúc äúng âảt 990/0 trë säú váûn täúc dng chy dỉìng v0 ; tçm váûn täúc v0 åí trảng thại chy dỉìng v lỉu lỉåüng Q1 tải thåìi âiãøm τ1 Gii: Phỉång trçnh Becnoulli cho dng cháút lng khäng dỉìng , theo âiãưu kiãûn bi toạn cọ dảng : pa p α.v (a) +h= a + + hw + hi γ γ 2g l v ξ v v Trong âọ : hw = h1 + hc = λ + d 2g 2g l dv hi = : Täøn tháút nàng lỉåüng quạn vç dng khäng äøn âënh d dτ Âỉa cạc biãøu thỉïc trãn vo (a), ta âỉåüc: l v l dv h = (α + ξ v + λ ) + d g d dτ (b) l v2 dv g → = [ h − (α + ξ v + λ )] d dτ l 2g (c) Cäng thỉïc (c) biãøu diãùn biãún thiãn váûn täúc theo thåìi gian ca dng giai âoản âáưu, tỉïc giai âoản chy khäng dỉìng dv Tỉì (c) ta tçm âỉåüc biãøu thỉïc xạc âënh váûn täúc ca dng chy dỉìng, nghéa l =0 , dτ 2gh (d) ta cọ : v0 = l α + ξ v + λ d Âỉa (d) vo (c) v sau mäüt phẹp biãún âäøi âån gin , ta âỉåüc : l.v dv dτ = gh v − v Láúy têch phán biãøu thỉïc trãn ta âỉåüc biãøu thỉïc tçm thåìi gian τ: l.v v +v τ= ln (e) 2gh v − v Bi ging Thy Lỉûc Trang 149 Khoa Xáy Dỉûng Thy Låüi - Thy Âiãûn Khi Bäü män: Cå Såí K Thût Thu Låüi τ1 = 0,99.v0 , thç thåìi gian phi l : lv 5,29 2gh τ1 = 5,29 = , Våïi A = A 2gh lv Mún lỉu lỉåüng tải thåìi âiãøm τ1 ta phi tçm váûn täúc ca exp Aτ1 − τ Tỉì (e) ta cọ : v = v0 = v thA (g) exp Aτ1 + πd v Våïi Q0 = , lỉu lỉåüng dng chy dỉìng thç ta cọ : Aτ Aτ π.d Q1 = s.v = , v th = Q th Bi ging Thy Lỉûc Trang 150 THUỶ TỈNH Bài tập lớn số 01: 1- Vẽ biểu đồ phân bố áp suất tìm hợp lực chúng lên mặt van đập 2- Tính phản lực gối tựa van hình cung đặt đỉnh đập bêtơng, có chiều rộng b (tự chọn b = ÷ 10 m) Cho trọng lượng đơn vị đập bêtơng ρ.g (tự chọn ρ.g = 2,3 ÷ 2,7 tấn/m3) Bỏ qua trọng lượng van đỉnh đập 3- Tính tổng moment trục ngang qua I chân đập hạ lưu; xem đập van liền khối Trong bảng số liệu sau đây, mổi sinh viên sử dụng hàng số liệu theo số thứ tự danh sách lớp học (lớp A, từ số đến 70, lớp B từ + 70 đến 70 + 70, lớp C từ + 140 đến 70 + 140) A O α H a B T 2a P h β γ I Số liệu tập lớn số 01: TT H(m) α(độ) a(m) P(m) T(m) h(m) β(độ) γ(độ) 4 30 45 60 45 30 45 60 45 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,5 2,0 10 11 12 13 14 10 3 4 5 6 2 2 3 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 38 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 4 4 4 4 4 4 4 4 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,5 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 4 4 4 4 4 4 4 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 5 6 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 4 4 4 4 4 4 4 4 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 4 5 6 7 4 5 6 5 4 5 6 5 4 5 6 7 6 5 6 7 4 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 4 4 4 4 4 4 4 45 60 45 30 45 60 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 1,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 5 4 6 5 4 5 6 7 6 5 6 7 4 5 6 5 4 5 6 5 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 60 45 60 45 60 45 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 4 4 4 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 45 60 45 30 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 1,5 1,5 11 12 13 14 10 11 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 6 7 6 5 6 7 4 6 3 3 3 3 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 60 60 45 60 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 60 45 ... gọc m trủc Oz âàût theo phỉång thàóng âỉïng hỉåïng lãn trãn, thç lực thể tích F tác dụng lên đơn vị khối lượng chất lỏng trọng lực, ta có: Fx = 0; Fy = 0; Fz = - g • Âäúi våïi Fx = ∂p ∂p ∂p Tỉì