Tài liệu Cơ chất lỏng và thí nghiệm

KHOA XÂY DỰNG & ĐIỆN MÔN HỌC CƠ CHẤT LỎNG + THÍ NGHIỆM Ệ 1 06/2012 THÔNG TIN GIẢNG VIÊN 9 Giảng viên: Th.S Bùi Anh Kiệt 9 Địa Đị điểm điể làm là việc: iệ Khoa Kh Xây Xâ dựng d vàà Điện, Điệ P.312, P 312 Trường Đại học Mở Tp.HCM 9 Điện thoại: 0902.366.801 9 Email: [email protected] kietabui@yahoo com 2 THÔNG TIN MÔN HỌC 9 Tên môn học: CƠ CHẤT LỎNG + THÍ NGHIỆM 9 Mã môn học: CENG2402 9 Trình ì h độ Đạii học/Cao h /C đẳng: đẳ Đạii học h 9 Loại hình đào tạo: Chính quy q y 9 Ngành: Kỹ thuật xây dựng 9 Sốố tín chỉ: 02 + 01 3 9 Loại oạ môn ô học: ọc: Bắt ắ buộc 9 Môn học trước: Toán A1&A2, Vật Lý Đại Cương, C Lý Thuyết Cơ Th ết NỘI DUNG MÔN HỌC 9Chương 1: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG Ọ 9Chươngg 2: THUỶ TĨNH HỌC 9Chương 3: SỰ NỔI VÀ CÂN BẰNG TRONG CHẤT LỎNG 9Chương 4: CHẤT LỎNG TRONG BÌNH CHỨA CHUYỂN ĐỘNG 9Chương 5: CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG 9Ch 9Chương 6: 6 DÒNG CHẢY TRONG ỐNG 9Chương 7: ĐO ĐẠC DÒNG CHẢY 9Chương 8: LỰC GÂY RA BỞI DÒNG CHẢY CHUYỂN ĐỘNG 4 Th.S Bùi Anh Kiệt TÀI LIỆU HỌC TẬP 9 Giáo trình chính: [1] TS. Nguyễn Thống - CƠ CHẤT LỎNG - Ban XB: ĐH Mở Tp.HCM, 2002 9 Giáo trình tham khảo: [2] TS. Trần Văn Đắc - THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG - NXB Giáo Dục, 2004 [3] TS. Nguyễn Tài - THỦY LỰC (Tập1) - NXB ĐH Xây Dựng Hà Nội, 2002 [ ] Yunus A Cengel [3] g & John M.Cimbala – FLUID MECHANICS – McGrawHill, 2008 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP STT Hình thức đánh giá Trọng số 1 Điểm thí nghiệm g 40% 2 Thi cuối kỳ 60% 5 Th.S Bùi Anh Kiệt KHOA XÂY DỰNG & ĐIỆN 1: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CHẤT LỎNG CHƯƠNG 6 Th.S BÙI ANH KIỆT NỘI DUNG 1 Giới thiệu 1. 2. Những đặc tính vật lý cơ bản 3. Lực tác dụng lên chất lỏng 4 Ứng suất tại một điểm 4. 5. Hệ thống đơn vị 7 Th.S Bùi Anh Kiệt 1. GIỚI THIỆU Ệ | Đối tượng nghiên cứu: Chất lỏng U11 | Phạm vi nghiên cứu: | y Nghiên cứu các qui luật của chất lỏng khi nó ở trạng thái cân bằng và chuyển động. y Các quá ttrình tươ tươngg tác lực ực của nóó lên ê các vật tthểể khác ác Ứng dụng: y Kỹ thuật th ật giao i thông: thô thiết kế tàu tà thuỷ, th ỷ máy á bay, b xe hơi,… h i y Kỹ thuật xây dựng: thuỷ lợi, cầu đường, cấp thoát nước. y Thiết bị thuỷ lực: bơm, tuabin. y Môi trường, thuỷ văn. 8 Th.S Bùi Anh Kiệt Slide 8 U11 Chất lỏng là một loại vật chất có khả năng di chuyển và thích nghi với các hình dạng lòng dẫn khác nhau, nó không có hình dạng riêng mà lấy hình dạng của vật chứa. Khi ở trạng thái cân bằng chất lỏng gần như không có khả năng chống lại lực cắt hoặc lực tiếp tuyến… USER; 10/05/2012 MỘ ỘT SỐ ỨNG DỤNG Ụ | Thiết kế các pphươngg tiện ệ vận ậ chuyển: y xe hơi,, tàu thuỷ, ỷ, máy y bay, hoả tiễn,… Đường dòng khi xe đang chuyển động Lực cản lên tàu thuỷ 9 Th.S Bùi Anh Kiệt MỘ ỘT SỐ ỨNG DỤNG Ụ (TT) Ứng g dụng ụ g trongg lĩnh vực ự xâyy dựng ự g như: cấp, p, thoát nước,, công g trình thuỷ lợi (đê, cống…), công trình thuỷ điện, thiết kế cầu, … Đậ tràn Đập à xảả lũ – Hồ chứa hứ N hiê cứu Nghiên ứ xói ói lở bờ sông ô 10 Th.S Bùi Anh Kiệt MỘ ỘT SỐ ỨNG DỤNG Ụ (TT) Tính toán thiết kế các thiết bịị thuỷỷ lực: ự bơm,, tuabin,, máy y nén,… , Máy bơm Con đội 11 Th.S Bùi Anh Kiệt MỘT SỐ ỨNG DỤNG (TT) Ứng dụng trong thuỷ văn: dự báo bão, lũ lụt… Dự báo bão Katrina 12 Th.S Bùi Anh Kiệt PHẦN TỬ CHẤT LỎNG | Khái niệm: y Kích thước: vô cùng bé, bé nhưng lớn hơn rất nhiều kích thước phân tử. y Đồng ồ nhất, ấ đẳng ẳ hướng và liên tục. y Không xét đến cấu trúc phân tử và chuyển động phân tử. y Có tính chảy. U1 13 Th.S Bùi Anh Kiệt Slide 13 U1 Do mối liên kết cơ học giữa các phần tử rất yếu - Các phần tử có chuyển động tương đối với nhau khi chất lỏng chuyển động. - Không có hình dạng riêng mà lấy hình dạng bình chứa. USER; 07/05/2012 2. NHỮNG ĐẶC Ặ TÍNH VẬT Ậ LÝ CƠ BẢN | Đặc tính 1: Có khối lượng Đặc trưng bằng khối lượng riêng ρ (kg/m3, Ns2/m4) m ρ= V | Đặc tính 2: Có trọng lượng Đặc trưng bằng trọng lượng riêng γ (N/m3, kg/m2s2) γ = ρ .g | Tỉ trọng : δ= ρ ρ H 2O γ = γ H 2O 14 Th.S Bùi Anh Kiệt 2. NHỮNG ĐẶC Ặ TÍNH VẬT Ậ LÝ CƠ BẢN | Các giá trị thường dùng Khối lượng riêng: Trọng lượng riêng: Tỉ trọng: ρnước kg/m3 1,000 ρkhông khí kg/m3 1.228 ρthuỷ ngân kg/m3 13,600 γnước N/m3 9 810 9,810 γkhông khí N/m3 12.04 γthuỷ ngân N/m3 133 420 133,420 δnước 1 δkhông khí 0.0012 δthuỷ ngân 13,6 15 Th.S Bùi Anh Kiệt 2. NHỮNG ĐẶC Ặ TÍNH VẬT Ậ LÝ CƠ BẢN | Đặc tính 3: Tính thay đổi thể tích khi thay đổi áp suất hoặc nhiệt độ y Thay đổi áp suất: 2 | Biểu thị bằng hệ số co thể tích βW (m /N) 1 dW βW = − W dp | | Mô đun đàn hồi K (N/m2) 1 dp K= = −W dW βw Khi p = (1÷500) (1 500) att vàà t = (0÷20) (0 20)0C, C βw = 0.00005 0 00005 (m ( 2/N) ≈ 0 → chất lỏng xem như không nén được khi thay đổi 16 áp suất Th.S Bùi Anh Kiệt 2. NHỮNG ĐẶC Ặ TÍNH VẬT Ậ LÝ CƠ BẢN Thay đổi nhiệt độ: y | Biểu thị bằng hệ số giãn vì nhiệt βT (1/oC) | 1 dW βT = W dT Giá trị của βt theo nhiệt độ: Nhiệt độ (0C) 4÷10 10÷20 βT (1/0C) 0.00014 0.00015 → Giá trị βT thay đổi không đáng kể. ⇒ Trong điều ề kiện thường, chất ấ lỏng xem như không nén được dù có sự thay đổi về áp suất hay nhiệt độ. 17 Th.S Bùi Anh Kiệt 2. NHỮNG ĐẶC Ặ TÍNH VẬT Ậ LÝ CƠ BẢN | Đặc tính 4: Có sức căng mặt ngoài U4 y Đặc Đặ trưng bởi hệ sốố sức ứ căng ă mặt ặ ngoài ài σ (N/m) (N/ ) y Phụ thuộc vào nhiệt độ và loại chất lỏng. Chất lỏng Nhiệt độ (0C) σ (N/m) Nước 20 0.0726 Thuỷ ngân 20 0.540 y Khôngg xét đến ảnh hưởngg của đặc tính này y trong g các hiện tượng thuỷ lực.U6 y Hiện tượng mao dẫn. dẫn U10 18 Th.S Bùi Anh Kiệt