Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng

Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏng cung cấp cho người học những kiến thức như: Những khái niệm chung; Chuyển động không ổn định và chuyển động ổn định; Quỹ đạo, đường dòng, dòng nguyên tố và dòng chảy; Những yếu tố thủy lực của dòng chảy; Phân loại dòng chảy. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 3: Cơ sở động lực học chất lỏngTHỦY LỰC ĐẠI CƯƠNGCHƯƠNG 3 – CỞ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG 3.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG 3.2. CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH 3.3. QUỸ ĐẠO, ĐƯỜNG DÒNG, DÒNG NGUYÊN TỐ VÀ DÒNG CHẢY 3.4. NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÒNG CHẢY 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 ĐẶC TRƢNG CHO CHUYỂNĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐỘNG CỦA CHẤT LỎNG:LỎNG NGHIÊN CỨUNHỮNG QUY LUẬT CHUNG • ÁP SUẤT THỦY ĐỘNGVỀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA p(x,y,z,t)CHẤT LỎNG CÓ KỂ TỚI • LƯU TỐC ĐIỂM u(x,y,z,t)LỰC TÁC DỤNG, VÌ THẾ • GIA TỐC a(x,y,z,t)CHẤT LỎNG LÍ TƢỞNGKHÁC CHẤT LỎNG THỰC3.2. 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 CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG GIAN VÀ THỜI GIAN. KHÔNG ỔN ĐỊNH • p(x,y,z,t) • u(x,y,z,t) • a(x,y,z,t) • CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH LÀ CHUYỂN ĐỘNG MÀ CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƢNG CỦA NÓ CHỈ PHỤ THUỘC VÀO KHÔNG CHUYỂN ĐỘNG GIAN, KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO THỜI ỔN ĐỊNH GIAN • p(x,y,z) • u(x,y,z) • a(x,y,z)3.3. QUỸ ĐẠO, ĐƯỜNG DÕNG, DÕNG NGUYÊN TỐ VÀ DÕNG CHẢY 1 QUỸ ĐẠO Quü ®¹o dx dy dz u  u  u  dt A t 2 x y zQuỹ đạo là đường đi của một phần A t 1tử chất lỏng trong không gian chất u A1lỏng chuyển động. u1 2 A t ĐƯỜNG DÕNG t A2 dx dy dz   §-êng dßng t u x u yu z u2Ðường dòng là đường cong tại một thời điểm cho trước, đi quacác phần tử chất lỏng có vectơ lưu tốc là những tiếp tuyến củađường cong ấy.3.3. QUỸ ĐẠO, ĐƯỜNG DÕNG, DÕNG NGUYÊN TỐ VÀ DÕNG CHẢY 3 DÕNG NGUYÊN TỐKhái niệm ống dòng: Trong không gian chất lỏng chuyển động, lấy mộtđường cong kín giới hạn một diện tích vô cùng nhỏ dω, tất cả các đườngdòng đi qua các điểm trên đường cong kín đó tạo thành một mặt ống gọilà ống dòng.Khái niệm dòng nguyên tố: Khối chất lỏng chuyển động ở trong khônggian giới hạn bởi ống dòng gọi dòng nguyên tố 4 DÕNG CHẢYKhái niệm dòng chảy: Trong không gian chứa đầy chất lỏng chuyểnđộng, ta lấy một đường cong kín giới hạn bởi tiết diện hữu hạn gồm vôsố diện tích dω vô cùng nhỏ, bằng cách trên tạo ra vô số các dòngnguyên tố. Tập hợp các dòng nguyên tố gọi là dòng chảy. 3.4. NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY1 MẶT CẮT ƯỚTMặt cắt ướt là mặt cắt vuông góc với tất cả các đường dòng. MÆt c¾t -ít ph¼ng MÆt c¾t -ít cong d A D B C  AB + BC + CD  d 3.4. NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY2 DIỆN TÍCH MẶT CẮT ƯỚT d d 2 Kí hiệu:A D  Đơn vị thường dùng: m2 4 B C3  AB + BC + CD  d CHU VI ƯỚT d Chu vi ướt là phần chiều dài A D chu vi tiếp xúc giữa chất lỏng B C và thành rắn.  AB + BC + CD  d Kí hiệu:  Đơn vị thường dùng: m4 BÁN KÍNH THỦY LỰC  Kí hiệu: R R Đơn vị thường dùng: m  3.4. NHỮNG YẾU TỐ THỦY LỰC CỦA DÕNG CHẢY5 LƯU LƯỢNG Lưu lượng là thể tích chất lỏng đi qua một mặt cắt ướt trong một đơn vị thời gian Q   u.d Kí hiệu: Q  Đơn vị thường dùng: m3/s hoặc l/s6 VẬN TỐC TRUNG BÌNH MẶT CẮT Kí hiệu: v Q Đơn vị thường dùng: m/s v  3.5. PHÂN LOẠI DÕNG CHẢY (CHUYỂN ĐỘNG ỔN ĐỊNH)1 DÕNG CHẢY ĐỀU VÀ DÕNG CHẢY KHÔNG ĐỀU Dòn ...