1 1 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/ T é l . (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 2 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1. Đặc tính chất lỏng. Chương 2. Thủy tỉnh học. Chương 3. Cơ sở động lực học chất lỏng. Chương 4. Đo đạc dòng chảy. Chương 5. Tổn thất năng lượng. Chương 6. Dòng chảy có áp trong mạng lưới ống. Chương 7. Lực tác dụng lên vật cản. Chương 8. Dòng chảy ổn đònh đều trong kênh. Chương 9 (*) . Dòng chảy ổn đònh không đều trong kênh. Chương 10 (*) . Đập tràn. (*) : Trường hợp môn Thủy lực cơ sở mở rộng 3 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống MỤC ĐÍCH • Nghiên cứu các quy luật của chất lỏng khi nó chuyển động - Phương trình liên tục. - Phương trình Bernoulli. • Sự tương tác của nó với vật cản khi dòng chảy chuyển động (phương trình động lượng). 4 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống MỘT SỐ KHÁI NIỆM • Quỹ đạo : Quỹ đạo là đường đi của một phân tử chất lỏng trong không gian. • Đường dòng: Là đường cong (tưởng tượng) tại một thời điểm cho trước, đi qua các phân tử chất lỏng có vectơ vận tốc là tiếp tuyến của đường cong đó. a b c d e Đường dòng V a 5 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống CHÚ Ý Hai đường dòng KHƠNG BAO GIỜ CẮT NHAU Đường dòng SAI !!!! V 1 V 2 A 6 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống MỘT SỐ KHÁI NIỆM Dòng nguyên tố: Trong không gian chứa đầy chất lỏng chuyển động, lấy một đường cong kín có diện tích vi phân ds, tất cả các đường dòng đi qua các điểm trên đường cong này tạo thành một mặt có dạng ống gọi là DỊNG NGUN TỐ . ds Dòng ngun tố ðường dòng 2 7 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống MỘT SỐ KHÁI NIỆM Dòng chảy: Tập hợp vô số các dòng nguyên tố đi qua diện tích hữu hạn S    DÒNG CHẢY. Bề mặt bao quanh dòng chảy    ỐNG DỊNG Mặt cắt ướt: Mặt thẳng góc các đường dòng. Mặt cắt ướt phẳng 1 1 3 3 2 2 Mặt cắt ướt cong Đường dòng 8 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống MẶT CẮT ƯỚT    DIỆN TÍCH ƯỚT ω ABCD , ω ABC (xét mặt cắt thẳng góc với dòng chảy) 9 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống ÔN - Mặt cắt ướt ω : ω = (b+mh)h hình thang. - Hệ số mái dốc m: m=cotg(α αα α) ω b m α h ω A B C D A B C DIỆN TÍCH ƯỚT 10 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống CHU VI ƯỚT Xét mặt cắt ướt    chiều dài tiếp xúc giữa chất lỏng (nước) và lòng dẫn GỌI LÀ CHU VI ƯỚT CHU VI ƯỚT: L ABCD ; L ABC (χ : khi) BÁN KÍNH THỦY LỰC :R= ω ABCD / χ 11 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống - Chu vi ướt χ :   hình thang - Bán kính thủy lực: R = ω/χ - Hệ số mái dốc m: m=cotg(α αα α) ω b m α h ω A B C D A B C 2 m1h2b ++= χ L ABCD or L ABC 12 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống VÍ DỤ Bán kính thủy lực cuả đường ống tròn đường kính d chảy đầy: R=d/4. 3 13 13 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHÂN LO PHÂN LO Ạ Ạ I I DỊ DỊ NG CH NG CH Ả Ả Y Y   Theo Theo trạ trạ ng ng thá thá i i   Theo Theo á á p p su su ấ ấ t t 14 14 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHÂN LO PHÂN LO Ạ Ạ I I THEO THEO TRẠ TRẠ NG TH NG TH Á Á I I PGS. Dr. Nguyễn Thống 15 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH & ĐỀU (V, h, Q, …hằng số theo thời gian & không gian ). V=hs. h=hs. i%=tg(α) Q=hs. α αα α 16 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH KHÔNG ĐỀU (V, h, Q, áp suất … hằng số theo thời gian và đổi theo không gian) h 1 h 2 i%=tg(α) Q=hs. α αα α h 1 Q=hs. 17 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống DÒNG CHẢY KHÔNG ỔN ĐỊNH (V, h, Q, áp suất,… thay đổi theo không gian & thời gian) V h 1 (t) h 2 (t) Mực nước thay đổi theo triều Q (t) h 1 (t) 18 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHÂN LOẠI THEO ÁP SUẤT  Dòng chảy CĨ áp.  Dòng chảy KHƠNG áp. PGS. Dr. Nguyễn Thống 4 19 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống DỊNG CHẢY CĨ ÁP  Dòng chảy khơng có mặt thống tiếp xúc khơng khi  Ví du: Dòng chảy trong hê thống cấp nước. 20 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống DỊNG CHẢY KHƠNG ÁP  Dòng chảy CĨ mặt thống tiếp xúc khơng khi  Ví du: Dòng chảy trong sơng, rạch thiên nhiên. 21 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤ C DỊNG CHẢY ỔN ðỊNH Cơ sở    Ngun lý bảo tồn khối lượng của vật chất. 22 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống CÓ ÁP KHÔNG ÁP 1 1 2 2 1 1 2 2 QQ V 1 V 2 1 1 1 ’ 1 ’ 2 2 2 ’ 2 ’ dx 1 dx 2 t (t 0 +dt) (t 0 +dt) t Q=V 1 S 1 =V 2 S 2 Q (1-1)& (2-2) Mặt cắt ướt S 1 S 2 23 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống • Từ nguyên lý bảo toàn khối lượng của nước: Đây là phương trình liên tục của chất lỏng chảy ổn đònh (đều hoặc không đều) 1 1 2 2 1 1 2 2 S dx S dx S Vdt S V dt ρ ρ = ⇒ = 2211 VSVS =⇒ Q ra khỏi m/c (2-2) Q vào m/c (1-1) 24 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập ứng dụng phương trình liên tục • Bài tập 1: Một đường ống tròn có D thay đổi với D 1 =0.25m và D 2 =0.1m. Vận tốc dòng chảy vào D 1 là 1m/s. Tính vận tốc đầu ra. • Bài tập 2: Một kênh hình thang có b=5m, hệ số mái dốc m=1. Tại mặt cắt ướt 1-1 kênh có chiều sâu 1,5m và vận tốc dòng chảy là 1m/s. Tính chiều sâu tại mặt cắt 2 khi vận tốc dòng chảy tại mặt cắt này là 1,2m/s. Cho biết đây là dòng chảy ổn đònh không đều. 5 25 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 3: Tính vận tốc hạ của mặt thoáng bình trong hệ thống sau: V 1 =? A B S 1 =0,5m 2 Nhận xét khi S 1    rất lớn so với tiết diện ống AB ? Bê chứa ðường ống tròn có D=0,2m V 2 =5m/s 26 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 4: Người ta muốn có vận tốc tia nước tại đầu ra của một vòi phun nước chữa cháy tăng 25 lần so với vận tốc ở đầu vào ống. Anh (Chò) cho biết đường kính cuối ống phải tăng (hoặc giảm) bao nhiêu so với đường kính đầu ống. 27 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 5: Cho đường ống tròn rẽ nhánh như hình vẽ. Xác đònh vận tốc nước V 3 . V 1 =3m/s, D 1 =100mm V 2 =4m/s, D 2 =50mm V 3 =?, D 3 =75mm Nút 28 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống NĂNG LƯNG DÒNG CHẢY TẠI MẶT CẮT ƯỚT (E) (CHẢY CÓ ÁP) (1-1 & 2-2 : mặt cắt ướt) Q=V 1 S 1 =V 2 S 2 2 2 p 1 p 2 Q V 2 V 1 1 1 o o Z 2 Z 1 Mặt chuẩn S 1 S 2 29 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống • Năng lượng dòng chảy E tại mặt cắt ƯỚT bất kỳ (chảy có áp): E = Z + p dư /ρg+V 2 /2g (mH 2 O) Thế năng Áp năng (tại tâm m/c ướt) ðộng năng 30 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống NĂNG LƯNG DÒNG CHẢY TẠI MẶT CẮT ƯỚT (CHẢY KHÔNG ÁP) 2 2 Q p 1 1 1 z 1 z 2 V 1 V 2 h 2 h 1 o o Mặt chuẩn Đáy kênh Mặt thoáng z 0 h 1 /2 6 31 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống • Năng lượng dòng chảy E tại mặt cắt bất kỳ (chảy không áp): E = z + h + V 2 /2g (mH 2 O) Thế năng Áp năng Động năng 32 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Mặt chuẩn o-o: Là mặt nằm ngang bất kỳ. • E : năng lượng dòng chảy tại vò trí mặt cắt. • Z : tung độ tâm m/c so với mặt chuẩn (có áp), thế năng. • z : tung độ đáy kênh (chảy không áp), thế năng (chảy không áp). • h : chiều sâu dòng chảy không áp, áp năng. • p/ρ ρρ ρg : áp năng (chảy có áp). • V 2 /2g: động năng. 33 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Giải thích O O Z 1 p 1 h 1 11 1 a 1 1 1 hz g 2 h gp Z g p Z += ρ ρ+ += ρ + z 1 Dòng chảy có áp Dòng chảy khơng áp 1 1 p a 34 34 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống KH KH Á Á I NI I NI Ệ Ệ M V M V Ề Ề ðƯ ðƯ Ờ Ờ NG NĂNG LƯ NG NĂNG LƯ Ợ Ợ NG & NG & ðƯ ðƯ Ờ Ờ NG C NG C Ộ Ộ T NƯ T NƯ Ớ Ớ C C ðO ðO Á Á P TO P TO À À N PH N PH Ầ Ầ N N 35 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống ðường năng lượng khi dòng chảy đi từ A    B z 1 p 1 /ρ ρρ ρg V 1 2 /2g O O p/ρ ρρ ρg z V 2 /2g E = z + p/ρ ρρ ρg + V 2 /2g Q A B E 36 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống ðường cột nước đo áp tồn phần H z 1 p 1 /ρ ρρ ρg V 1 2 /2g O O p/ρ ρρ ρg z V 2 /2g p/ρ ρρ ρg z H=z+p/ρ ρρ ρg 7 37 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống NHẬN XÉT Theo chiều dòng chảy: ðường năng lượng E ln ln giảm (nằm ngang).  ðường cột nước đo áp tồn phần H có thể tăng hoặc giảm hoặc nằm ngang. 38 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 1: Trong bài tập 1 (trước), giả thiết áp suất dư tại đầu vào là 0,1at. Chọn mặt chuẩn cách tâm về phía dưới là 2m. Tính năng lượng E dòng chảy tại mặt cắt đầu vào. Bài tập 2: Trong bài tập 2 (trước), giả thiết mặt chuẩn qua đáy kênh m/c (1-1). Tính năng lượng E 1 dòng chảy tại mặt cắt (1-1). Bài tập 3: Trong bài tập 3 (trước), giả thiết mặt chuẩn qua trục ống AB. Khoảng cách từ trục ống đến mặt thoáng là 4m. Tính năng lượng E dòng chảy tại mặt thoáng và tại mặt cắt thẳng góc ống AB tại B (ngoài không khí). (1at=9,81.10 4 N/m 2 ) 39 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 4: Cho sơ đồ sau. Tính năng lượng tại mặt cắt (1-1). Biết rằng bơm X có cột nước bơm là 20m. Áp suất dư tại A là p A =0.1at. Hãy đề nghò p/p xác đònh áp suất tại B (!). X V=4m/s 1 1 2 2 A B O O V=4m/s ~ 40 40 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống P./ TRÌNH P./ TRÌNH BERNOULLI BERNOULLI 41 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI Cơ sở: “Đònh lý động năng của hệ thống” V 2 V 1 z 1 z 2 p 2 p 1 O O 1 1 2 2 Q Một chất điểm khối lượng m & vận tốc V   Động năng = mV 2 /2 42 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Đònh lý động năng: Độ biến thiên động năng của một hệ thống sẽ BẰNG công của tất cả các ngoại lực tác dụng lên hệ thống. ∑ =− )dl*F(mV 2 1 mV 2 1 2 1 2 2 2 mV 2 1    Động năng ;    Công dl*F ðơ biến thiên động năng 8 43 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống F    lực tác dụng m    khối lượng PGS. Dr. Nguyễn Thống L.F0mV 2 1 2 1 =− m t=0 m V=V 1 F L V=0 t=dt 44 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Tại t=0    Xét chất lỏng g/h bởi 1-1 & 2-2 Tại t=dt   Khối chất lỏng sẽ giới hạn bởi 1 ’ -1 ’ & 2 ’ -2 ’. V 2 V 1 z 1 z 2 p 2 p 1 O O 1 1 2 2 Q 1 ’ 1 ’ 2 ’ 2 ’ S 1 dx 1 dx 2 Khối lượng chất l ỏ ng m P 1 P 2 = p 2 S 2 45 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống ðộ biến thiên ñộng năng của hệ thống (không kể phần chung g/h bởi 1’-1’ và 2-2    m    khối lượng chất lỏng giới hạn bởi 1-1 & 1’-1’ (cũng là g/h bởi 2-2 & 2’-2’ ) PGS. Dr. Nguyễn Thống ]1[mV 2 1 mV 2 1 2 1 2 2 − 46 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống CÔNG CỦA CÁC NGOẠI LỰC Áp lực tại các m/c 1-1 & 2-2: Thế năng: Chú ý: m = ρ ρρ ρS 1 dx 1 = ρ ρρ ρS 2 dx 2 ]2[dxSpdxSp 222111 − ]3[mgzmgz 21 − P 2 P 1 47 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống ðỊNH LÝ ðỘNG NĂNG [1] = [2] + [3] Chia 2 vế cho mg (m= ρ ρρ ρS 1 dx 1 = ρ ρρ ρS 2 dx 2 ) 21 222111 2 1 2 2 mgzmgz dxSpdxSpmV 2 1 mV 2 1 − +−=− 48 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở ñộng lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống    ðây là p/t Bernoulli trong trường hợp lý tưởng không có mất (bổ sung) năng lượng khi chất lỏng ñi từ 1-1 ñến 2-2. g2 V g p z g2 V g p z 2 22 2 2 11 1 + ρ +=+ ρ + Năng lượng mặt 1-1 Năng lượng mặt 2-2 9 49 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI Xét dòng chảy đi từ m/c ướt (1-1)    (2-2): “Năng lượng dòng chảy tại m/cắt ướt (1-1) + năng lượng bổ sung khi dòng chảy đi từ (1-1)  (2-2) (nếu có) BẰNG Năng lượng dòng chảy tại m/cắt ướt (2-2) + tổng tổn thất năng lượng khi dòng chảy đi từ (1-1)    (2-2)”. 50 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI 2 2 1 1 2 2 1 bs 2 w p V p V z E z h g 2g g 2g ρ ρ + + + = + + + ∑ w d c h dh dh = + ∑ ∑ ∑ d c dh ; dh ∑ ∑ E bs : năng lượng bổ sung (nếu có), E bs > 0   bơm (H bơm ) & E bs < 0    tuabin (H tuabin ) : tổng tổn thất năng lượng khi dòng chảy đi từ 1-1 đến 2-2. : tổn thất đường dài, cục bộ. E 1 E 2 51 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Nguyên lý: Dòng chảy luôn di chuyển từ nơi có năng lượng lớn đến nơi có năng lượng bé hơn (ngoại trừ trường hợp có bổ sung năng lượng trên đoạn đường đi). Quy ước: Khi áp dụng phương trình Bernoulli cho đoạn dòng chảy g/hạn bởi 2 m/cắt ướt (1- 1) & (2-2) ta quy ước dòng chảy đi từ mặt cắt ướt (1-1)    mặt cắt ướt (2-2) khi viết phương trình Bernoulli. 52 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống CÁC BƯỚC ÁP DỤNG PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI Bước 1: Chọn 2 m/c ướt 1-1 & 2-2. Chọn mặt chuẩn o - o. - Mặt cắt ướt là m/cắt thẳng góc với dòng chảy. - Nên chọn m/c ướt sao cho áp suất tại tâm và vận tố c trung bình của m/c biết càng nhiều càng tốt. - Mặt chuẩn là mặt nằm ngang bất kỳ. Nên chọn sao cho z1, z2 >=0. Bước 2: Áp dụng p/t Bernoulli áp dụng cho đoạn dò ng chảy giới hạn bởi 1-1 & 2-2 (viết đầy đủ p/trình ban đầu). 53 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống    Trường hợp chảy CĨ ÁP:    Trường hợp chảy KHƠNG ÁP: ( ) 1h g2 V hzE g2 V hz w 2 2 22bs 2 1 11 Σ+++=+++ ( ) 1h g2 V g p ZE g2 V g p Z w 2 22 2bs 2 11 1 Σ++ ρ +=++ ρ + 54 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bước 3: Khảo sát các số hạng trong pt. 1.    Xác đònh các giá trò trong p/t nhờ vào số liệu ban đầu và các giả thiết (nếu có). 10 55 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bước 4: Thay các giá trò vào pt. 1. Giải p/t Bernoulli thu gọn nếu p/t cò n 1 ẩn số. Nếu p/t còn 2 ẩn số, viết bổ sung p/t liên tục cho đoạn dòng chả y và giải hệ p/t. • Ghi chú: Nếu p/t Bernoulli thu gọ n còn >2 ẩn số    Bạn đã chọn sai cá c m/c ướt. Trở về Bước 1 và chọn lạ i m/c ướt hợp lý hơn ! 56 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 1: Tính áp suất tại B (N/m 2 , at) mặt cắt (2-2). Biết rằng tại A có p A =0,5at. Đường ống có D A =0,2m & D B =0,25m và dẫn lưu lượng nước 50l/s. Bỏ qua tổn thất năng lượng khi dòng chảy đi từ A đến B. Lấy g=9,81m/s 2 . h=3m 1 2 Q (Chú ý: 1at =1kgf/cm 2 =9,81(N/cm 2 )=9,81.10 4 (N/m 2 ) V A V B 2 1 B A 57 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 2: Tính áp suất tại B (N/m 2 , at). Biết tại A có p dư =0,8at. Đường ống có D A =0,25m, D B =0,1m và dẫn lưu lượng nước 100l/s. Bỏ qua tổn thất năng lượng khi dòng chảy đi từ A   B. Chú ý: 1at =1(kgf/cm 2 ) =9,81(N/cm 2 )=9,81.10 4 (N/m 2 ) A BH=5m Q 58 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 3: Cho dòng chảy có áp như sơ đồ sau. Tính áp suất nước tại vò trí B. Bỏ qua tổn thất năng lượng. A B p A =250kN/m 2 p B = ??? D AB =0,2m H=8m 59 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 4: Cho dòng chảy có áp qua tuabin X như hình vẽ. Biết áp suất tại A là 0.2at, tại B là 20at. Vận tốc dòng chảy trong ống là 6m/s. Ống có tiết diện 0.5m 2 . Bỏ qua tổn thất năng lượng. Tính H tuabin , từ đó tính công suất của tuabin (P=ηρ ηρηρ ηρgQH tuabin watt) với Q là lưu lượng qua ống, η ηη η=0.8 hiệu suất tuabin. A B Z B =5m Z A =0m ∼ ∼∼ ∼ X 60 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 5: Một bơm X hoạt động theo sơ đồ sau. Bơm có H b =25m. Bơm đang hoạt động với lưu lượng 10l/s. ðường ống có d=0.12m. Bỏ qua tổn thất năng lượng. Tính áp suất (at) tại vị trí ngay trước và sau bơm. Giả thiết nước ở 27 0 C và sẽ bốc hơi chuyển sang thể khí nếu p t < 3mH 2 O. Nhận xét ? H=6m ∼ ∼∼ ∼ X [...]... CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng Tuabin X VA VA ∼ H=15m 64 TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng VB B HẾT CHƯƠNG H=14m 66 65 PGS TS Nguy n Th ng VB B PGS TS Nguy n Th ng Bài t p 10: Tính áp su t t i B (N/m2) Bi t r ng áp su t dư t i A là 0,2at DA=DB=0,2m Bơm X có c t nư c bơm là 20m B qua t n th t năng lư ng khi dòng ch y đi t A đ n B Lưu lư ng bơm là 40l/s Tính cơng su...TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng Bài t p 6: Tính lưu lư ng nư c t bình 1 sang bình 2 Gi thi t m t năng lư ng dòng ch y đi t 1 2 là: L V2 h w = 5.10 − 2 ∑ d 2g Các bình có... L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng Q 62 B Bài tập 9: Ap suất tại B là 0,4at và tại A là 0,2at Đường ống có D hằng số và dẫn lưu lượng Q=10l/s Bỏ qua tổn thất năng lượng khi dòng chảy đi từ A đến B Tính công suất P của bơm X Hiệu suất bơm η=0,8 Lấy g=10m/s2 [P=ρgQHb/ η ρ (watt)] A ZNM=25m NM X V X ∼ PGS TS Nguy n Th ng PGS TS Nguy n Th ngA TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c... n Th ngA TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 3: Cơ s đ ng l c h c ch t l ng Bài t p 8: M t nhà máy th y đi n có sơ đơ làm vi c như hình ve B qua t n th t năng lư ng khi dòng ch y đi tư hơ đ n NM QNM=32m3/s Tính cơng su t (MW) c a NM Bi t hi u su t NM là η=0,8 L y g=10m/s2 Zhơ=650m Hơ ch a QNM L=30m d=0.1m PGS TS Nguy n Th ng 11 . 719 2 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1. Đặc tính chất lỏng. Chương 2. Thủy tỉnh học. Chương 3. Cơ sở động lực học chất lỏng. Chương. (!). X V=4m/s 1 1 2 2 A B O O V=4m/s ~ 40 40 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống P./ TRÌNH P./ TRÌNH BERNOULLI BERNOULLI 41 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤ C DỊNG CHẢY ỔN ðỊNH Cơ sở    Ngun lý bảo tồn khối lượng của vật chất. 22 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 3: Cơ sở động