Bài giảng Kỹ thuật thủy khí: Chương 1 - TS. Hoàng Công Liêm

Bài giảng Kỹ thuật thủy khí - Chương 1: Mở đầu, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu; lịch sử phát triển của môn học; một số tính chất cơ bản của chất lỏng; các loại lực tác dụng lên chất lỏng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật thủy khí: Chương 1 - TS. Hoàng Công LiêmBÀI GIẢNG KỸ THUẬT THỦY KHÍ Ts. Hoàng Công Liêm TÀI LIỆU THAM KHẢO+ Vũ Duy Quang, Thủy Khí Động Lực Ứng Dụng, NXBXây Dựng, 2005.+ Lương Ngọc Lợi, Cơ Học Thủy Khí Ứng Dụng, NXBBách Khoa – Hà Nội, 2009.+ Vũ Duy Quang, Phạm Đức Nhuận, Giáo Trình KỹThuật Thủy Khí, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2009.+ Nguyễn Hữu Chí, Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, T1,NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1972.+ Nguyễn Hữu Chí - Nguyễn Hữu Dy – Phùng VănKhương, Bài Tập Cơ Học Chất Lỏng Ứng Dụng, NXBGiáo Dục. Chương I: Mở đầu §1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Chất lỏng- Thể nước: chất lỏng không nén được (ρ =const). -Thể khí: chất lỏng nén được (ρ ≠const).❖ Kỹ thuật thủy khí (KTTK) là môn kỹ thuật cơ sở chuyên nghiên cứu các quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng cũng như các lực tương tác giữa chất lỏng với các vật ngập trong nó, đồng thời nghiên cứu ứng dụng các quy luật đó vào sản xuất và đời sống 1.2. Phương pháp nghiên cứuTrong nghiên cứu thủy lực học phải luôn kết hợp chặtchẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm +Phương pháp lí thuyết +Phương pháp thực nghiệm +Phương pháp bán thực nghiệmSinh viên cần nắm vững các kiến thức cơ bản +Toán cao cấp +Vật lý +Cơ lý thuyết +Kỹ thuật nhiệt Các công cụ toán học:  p  p  pgradient: gradp = i + j +k x y z  u x u y u zdivergent: divu = + + x y z    i j k     rotor: rotu = x y z ux uy uz Các công cụ toán học: Toán tử Laplace:   2  2 2 Δ= = 2 + + x 2 y 2 z 2Đạo hàm toàn phần V(x,y,z,t): dV V V dx V dy V dz = + + + dt t x dt y dt z dtCó ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học kỹ thuật nhưgiao thông, vận tải, hàng không, cơ khí, y học vv….+ Tính toán lực nâng, lực cản, điều khiển vật bay+ Ổn định và điều khiển tàu thủy+ Tính toán bơm, tua bin+ Truyền động xăng dầu trong động cơ, bôi trơn ổ trục…§2 Lịch sử phát triển của môn họcThủy khí động lực biểu thị sự liên hệ rất chặt chẽ giữa khoahọc và yêu cầu thực tế ( trong nông nghiệp, đóng thuyền,bè…..)Aristot (384-322, BC) là người đầu tiên giải thích các vấn đềthủy động, đặc biệt là sự tác động tương hỗ giữa nước vàkhông khí với vật chuyển động trong nó.Acsimet (287-212, BC) đặt nền móng cho thủy tĩnh học – lựcđẩy AcsimetLeonardo da vinci (1452-1519) đưa ra khái niệm về lực cảncủa chất lỏng lên các vật chuyển động trong nó, nghiên cứuhiện tượng tại sao chim lại bay được+ Galile (1564-1642) đưa ra những nghiên cứu sâu hơn vềnhững vấn đề cơ bản của thủy tĩnh học với công trình “vềđịnh luật cơ bản của vật nổi”+ Newton (1647-1727) nhà bác học thiên tài người Anh đãnêu lên những giả thuyết về lực căng bề mặt của chất lỏng+ Hai ông Euler (1707-1783) và Bernoulli (1700-1782) lànhững người đã đặt cơ sở lý thuyết cho thủy khí động lực,tách nó khỏi cơ học lý thuyết để thành 1 ngành riêng+ Hai ông Navier-stockes: tìm ra phương trình vi phânchuyển động+ Reynold : lập nên phương trình vi phân chuyển động rốicủa chất lỏng+ Prandt: bác học người Đức: sáng lập ra lý thuyết lớp biên,góp phần giải quyết nhiều bài toán động lực học 1. Tính dễ di động 2. Tính liên tục 3. Tính nén được: Là tính làm giảm thể tích chất lỏng khi thay đổi áp suất, đặc trưng bởi hệ số nén: V 1  =− (m2 / N ) V0 p p: là lượng thay đổi áp suất. V: là lượng thay đổi thể tích của chất lỏng.•Trong kỹ thuật còn dùng đại lượng môduyn đàn hồicủa chất lỏng 1 E = ( N / m2 ) 4. Sức căng mặt ngoài5. Tính nhớt: là tính cản trở chuyển động của chất lỏng Thí nghiệm của Newton (1) S (2) ? ? = ?? ℎCác giả thiết về tính nhớt của Newton ( thí nghiệm Newton)- Khi chuyển động chất lỏng chảy thành lớp rất mỏng với các vận tốc khác nhau do đó trượt lên nhau.- Giữa các lớp chất lỏng xuất hiện lực ma sát gọi là ma sát trong (nội ma sát). Lực này gây ra do tính nhớt của chất lỏng nên còn gọi là lực nhớtµ: hệ số chỉ phụ thuộc vào chất lỏng giữa 2 tấm, nó đặctrưng cho tính nhớt và được ...