Bài giảng Thủy lực và cấp thoát nước - ThS. Nguyễn Đăng Khoa

Bài giảng Thủy lực và cấp thoát nước do ThS. Nguyễn Đăng Khoa biên soạn nhằm cung cấp cho người học một số kiến thức về thủy lực và cấp thoát nước như: Định nghĩa, đối tượng và phương pháp nghiên cứu thủy lực và cấp thoát nước, các tính chất cơ bản của lưu chất, lực tác dụng trong lưu chất. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thủy lực và cấp thoát nước - ThS. Nguyễn Đăng Khoa TOÅNG LIEÂN ÑOAØN LAO ÑOÄNG VIEÄT NAM TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC TOÂN ÑÖÙC THAÉNG ------------------o0o----------------  BAØI GIAÛNG  THUÛY LÖÏC VAØ CAÁP THOAÙT NÖÔÙC NGAØNH XAÂY DÖÏNG DAÂN DUÏNG VAØ COÂNG NGHIEÄP & QUAÛN LYÙ ÑOÂ THÒ Giaùo vieân: ThS.NGUYEÃN ÑAÊNG KHOA  CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀUI./ Ñònh nghóa moân hoïc, ñoái töôïng vaø phöông phaùp nghieân cöùuII./ Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaátIII./ Löïc taùc duïng trong löu chaát CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU I./ Ñònh nghóa moân hoïc, ñoái töôïng vaø phöông phaùp nghieân cöùu:1./ Ñònh nghóa moân hoïc: -Cô löu chaát laø moät moân khoa hoïc nghieân cöùu caùc quy luaätchuyeån ñoäng vaø ñöùng yeân cuûa löu chaát vaø caùc quaù trình töông taùc löïccuûa noù leân caùc vaät theå khaùc.2./ Ñoái töôïng nghieân cöùu: Löu chaát goàm: chất lỏng, chất khí vaø plasma*Tính chaát :- Löïc lieân keát phaân töû yeáu -> coù hình daïng cuûa vaät chöùa noù.- Tính chaûy ñöôïc -> khoâng chòu löïc caét vaø löïc keùo- Tính lieân tuïcI./ Ñònh nghóa moân hoïc, ñoái töôïng vaø phöông phaùp nghieân cöùu( tt) 3./ Phöông phaùp nghieân cöùu: - Caùc ñònh luaät Cô hoïc cuûa Newton vaø caùc ñònh luaät veà baûo toaøn vaø chuyeån hoaù trong cô hoïc caùc phöông trình moâ taû traïng thaùi giaûi u, p - Phöông phaùp giaûi: + phöông phaùp giaûi tích + phöông phaùp thöïc nghieäm II./ Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaát:1./ Khoái löôïng rieâng : -Khoái löôïng rieâng laø khoái löôïng cuûa moät ñôn vò theå tích löu chaát. m  lim V V 0 Thöù nguyeân: [] = ML-3 Ñôn vò: kg/m3 - Troïng löôïng rieâng : laø löïc taùc duïng cuaû troïng tröôøng leân khoái löôïng cuûa moät ñôn vò theå tích chaát ñoù.  =  g Thöù nguyeân: [] = ML-3 Ñôn vò: kgf/m3 hay N/m3 - Tyû troïng: tyû soá giöõa troïng löôïng rieâng  cuûa moät chaát vôùi troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc n ôû ñieàu kieän chuaån  = / n Ví duï: Tyû troïng cuûa thuûy ngaân ôû 200C laø 13,6II./ Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaát(tt): 2./ Khí lyù töôûng: Phöông trình traïng thaùi cuûa khí lyù töôûng: p =  RT +p laø aùp suaát tuyeät ñoái (N/m2= pascal= J/m3) +  laø khoái löôïng rieâng (kg/m3) +T laø nhieät ñoä tuyeät ñoái (ñoä Kelvin 0K) + R laø haèng soá, phuï thuoäc chaát khí + M laø phaân töû khoái cuûa chaát khí Ví duï: Moät bình coù theå tích 0,2m3, chöùa 0,5kg Nitrogen. Nhieät ñoä trong bình laø 200C. Xaùc ñònh aùp suaát khí trong bình? Giaûi: Giaû thieát khí Nitrogen laø khí lyù töôûng. Haèng soá khí lyù töôûng cuûa Nitrogen laø R= 0,2968kJ/kg.K. AÙp suaát tuyeät ñoái trong bình laø: 0,5kg kJ p  RT  x(273  20) K  218k Pa x0,2968 3 0,2m kg.KII./ Caùc tính chaát cô baûn cuûa löu chaát(tt): 3./ Tính neùn ñöôïc: Suaát ñaøn hoài ñaëc tröng cho tính neùn ñöôïc cuûa löu chaát. - Ñoái vôùi chaát loûng:  Nöôùc ôû 200C coù En = 2,2x10 9N/m2 Löu chaát ñöôïc xem laø khoâng neùn ñöôïc khi khoái löôïng rieâng thay ñoåi khoâng ñaùng keå ( = const). Chaát loûng thöôøng ñöôïc xem laø khoâng neùn ñöôïc trong haàu heát caùc baøi toaùn kyõ thuaät. Ví duï: Moät xilanh chöùa 0,1 lít nöôùc ôû 200C. Neáu eùp piston ñeå theå tích giaûm 1% thí aùp suaát trong xilanh taêng leân bao nhieâu? Giaûi: ÔÛ 200C, suaát ñaøn hoài cuûa nöôùc En = 2,2x10 9N/m2 Theå tích giaûm 1%: dV/V = -1/100 Vaäy aùp suaát taêng: dP = -EndV/V = 2,2x109x10-2 = 2,2x107 N/m2 = 2,2x107Pa- Ñoái vôùi chaát khí:+ Neáu khí lyù töôûng vaø quaù trình neùn ñaúng nhieät (T = const)Töø phöông trình p =  RT => p/  = const hay pV = const+ Neáu quaù trình neùn ñaúng entropi (quaù trình neùn khoâng ma saùt vaøkhoâng coù söï trao ñoåi nhieät): p/pk = const k = cp/cv cp ‟ nhieät dung ñaúng aùp R = cp ‟ cv cv ‟ nhieät dung ñaúng tích dp EVaän toác truyeàn aâm trong löu chaát: c   d Ñoái vôùi khí lyù töôûng trong quaù trình neùn ñaúng entropi: kp c  kRT Ví duï: khoâng khí ôû 15,50C vôùi k =1,4; R = 287 m2/s2K=> vaän toác truyeàn aâm trong khoâng khí laø c= 340,5m/s. Nöôùc ôû 200C c ...