Giáo trình Thủy lực - máy thủy khí: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 1 của giáo trình "Thủy lực - máy thủy khí" cung cấp cho học viên những kiến thức về: kiến thức cơ bản về thủy lực; thủy tĩnh học; áp suất thủy tĩnh; thủy động lực học; tổn thất năng lượng; tính toán thủy lực cho đường ống;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Thủy lực - máy thủy khí: Phần 1 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH THỦY LỰC - MÁY THỦY KHÍ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2017 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Thuỷ lực - Máy thuỷ khí do ThS. Lê Quý Chiến (chủ biên) và ThS. Giang Quốc Khánh biên soạn, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên Đại học hệ chính quy, ngành Kỹ thuật mỏ và làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác. Giáo trình gồm 7 chương, trình bày lý thuyết cơ bản về thuỷ lực học, máy thuỷ lực và truyền động thuỷ lực - khí nén. Để củng cố kiến thức cho sinh viên, sau mỗi chương có một số bài tập tiêu biểu giải mẫu và một số bài tập cho sinh viên tự giải để nâng cao kĩ năng tính toán thuỷ lực, máy thuỷ lực và truyền động thuỷ lực - khí nén. Ở cuối giáo trình có đưa bảng các đơn vị thường dùng trong thuỷ lực, máy thuỷ lực và truyền động thuỷ lực - khí nén, các bảng tra cứu, các đồ thị thuỷ lực để sinh viên tham khảo trong học tập, đồng thời sử dụng trong tính toán và thiết kế lắp đặt. Các tác giả hết sức vui mừng và chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo khoa Điện, cùng các phòng khoa nghiệp vụ và các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ động viên để hoàn thành tốt cuốn giáo trình này. Trong quá trình biên soạn, các tác giả đã cố gắng bám sát đề cương chương trình môn học đã được phê duyệt của Bộ giáo dục và Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học này trong nhiều năm, đồng thời có chú ý đến đặc thù đào tạo ngành Kỹ thuật mỏ của khoa và nhà trường. Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn rằng cuốn sách không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong bạn đọc góp ý xây dựng để nâng cao chất lượng giáo trình này. Quảng Ninh, tháng 4 năm 2014 Các tác giả 3 Chương 1 KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ THUỶ LỰC 1.1. Khái niệm chung về môn học 1.1.1. Định nghĩa khoa học “Thuỷ lực”- Phạm vi ứng dụng và lĩnh vực nghiên cứu của khoa học thuỷ lực Thủy lực là một môn khoa học ứng dụng nghiên cứu những quy luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng và những biện pháp áp dụng những qui luật này. Phương pháp nghiên cứu của môn thủy lực hiện đại là kết hợp chặt chẽ sự phân tích lý luận với sự phân tích tài liệu thí nghiệm, thực đo, nhằm đạt tới những kết quả cụ thể để giải quyết những vấn đề thực tế trong kỹ thuật. Những kết quả nghiên cứu của môn thủy lực có thể có tính chất lý luận hoặc nửa lý luận nửa thực nghiệm, hoặc hoàn toàn thực nghiệm. Cơ sở của môn thủy lực là cơ học chất lỏng lý thuyết, môn này cũng nghiên cứu những qui luật cân bằng và chuyển động của chất lỏng, nhưng phương pháp chủ yếu của việc nghiên cứu sử dụng công cụ toán học phức tạp. Vì vậy, môn thủy lực còn được gọi là môn cơ học chất lỏng ứng dụng hoặc cơ học chất lỏng kỹ thuật. Kiến thức về khoa học thủy lực rất cần cho người cán bộ kỹ thuật ở nhiều ngành sản xuất vì thường phải giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật có liên quan đến sự cân bằng và chuyển động của chất lỏng, đặc biệt là sự cần thiết của nước. Những ngành thủy lợi, giao thông đường thủy, cầu đường, cấp thoát nước, dầu khí, khai thác mỏ, hàng hải, hàng không, chế tạo máy đến ngành khoa học vũ trụ… cần nhiều áp dụng nhất về khoa học thủy lực, thí dụ để giải quyết các công trình đập, đê, kênh, cống, nhà máy thủy điện, tuốc bin, các công trình đường thủy, nắn dòng sông, các hệ thống dẫn tháo nước, cấp thoát nước trong khai thác và tuyển khoáng… Trong khoa học thủy lực hiện đại đã hình thành nhiều lĩnh vực nghiên cứu chuyên môn như thủy lực đường ống, thủy lực kênh hở, thủy lực công trình, thuỷ lực - máy thuỷ lực, thủy lực sông ngòi, thủy lực dòng thấm… Tuy nhiên, tất cả các lĩnh vực nghiên cứu đó đều phát triển trên cơ sở những qui luật thủy lực chung nhất mà người ta thường trình bày trong phần gọi là phần thủy lực đại cương. Vì thế, đối với người kỹ thuật viên, kỹ sư, người làm công tác nghiên cứu, trước hết cần nắm vững thủy lực đại cương làm cơ sở trước khi đi sâu vào phần thủy lực chuyên môn. Giáo trình này bao gồm hai phần: Phần đầu chủ yếu nói về thủy lực đại cương có thể dùng cho học sinh, sinh viên các ngành khác nhau; Phần hai nói về thủy lực chuyên môn (máy thuỷ lực, truyền động thuỷ lực - khí nén) chủ yếu phục vụ cho học sinh sinh viên ngành kỹ thuật nói chung và ngành kỹ thuật mỏ nói riêng. Trước khi nghiên cứu những qui luật chung nhất về sự cân bằng và chuyển động của chất lỏng, cần nắm vững những đặc tính cơ học chủ yếu của chất lỏng. Khi nghiên cứu những đặc tính và những qui luật chuyển động và cân bằng, cần phải dùng một hệ đo lường nhất định. Cho đến nay thường dùng hệ đo lường vật lý (CGS) và hệ đo lường kỹ thuật (MkGS). Theo nghị định của hội đồng chính phủ ngày 26/12/1964 thì từ ngày 1/1/1967 bắt đầu có hiệu lực “Bảng đơn vị đo lường hợp pháp của nước Việt Nam dân chủ cộng hòa”. Trong hệ đo lường hợp pháp đó, về đơn vị thì những đơn vị cơ bản được xác định như sau: đơn vị độ dài là mét (m), đơn vị khối lượng là ki-lô-gam (kg), đơn vị thời gian là giây (s). 4 Trong giáo trình này chúng ta cũng dùng đơn vị mới; nhưng để thuận tiện cho việc chuyển dần đơn vị cũ sang đơn vị mới, chúng ta cũng nêu đơn vị cũ. Sau đây là một vài hệ thức giữa những đơn vị thường gặp trong giáo trình. Đơn vị lực là Niu-tơn (N); 1N = 1kg x 1m/s2 = 1mkg s- 2. Trong hệ thống đơn vị cũ, đơn vị lực là ki-lô-gam -lực, chúng ta dùng kí hiệu kG để biểu thị đơn vị này 1kG = 9,807N hoặc 1N = 0,102kG Đơn vị công là Jun (J): 1J = 1N x 1m = 1m2kg s - 2 Đơn vị công suất là O ...