Hướng dẫn giải bài tập thủy lực chọn lọc: Phần 1

Tài liệu Bài tập thủy lực chọn lọc có mục đích trang bị cho sinh viên những kĩ năng giải các bài tập, nâng cao trình độ để dự thi các kì thi Olympic toàn quốc cũng như làm Tài liệu nghiên cứu cho các học viên cao học. Phần 1 Tài liệu gồm 2 chương đầu: Tĩnh học chất lỏng, động học chất lỏng và chuyển động có thế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng dẫn giải bài tập thủy lực chọn lọc: Phần 1TS. PHÙNG VĂN KHƯƠNG - NGƯT.ThS. PHẠM VĂN VĨNH BÀI TẬPTHỦY Lực CHỌN LỌC (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ N Ộ I-2 0 1 0 LỜI NÓI ĐẦU Cơ học chất lỏng ứng dụng hay thuỷ lực là m ôn học được g iả n gd ạ y cho nhiều ngành ở trường k ĩ th u ậ t khác nhau. S in h viên kh ihọc môn này thường gặp nhiều khó kh ă n trong việc ứng d ụ n g líthu yết đê g iả i các bài tập, nh ấ t là các bài tập tương đối khó. Vớim ụ c đích trang bị cho sinh viên những k ĩ năng g iả i các bài tập đó,ch ú n g tôi tập hợp trong tài liệu này nhiều bài tập có tín h chátchọn lọc. P hần lớn sô bài được giải hoặc hướng d ẫ n chi tiết cáchgiải. Có m ột sô ít bài chí cho đáp sô đ ể sinh viên tự kiểm tra và rènluyện k ĩ nàn g tín h toán. Tài liệu này còn giú p cho sin h viên nângcao trinh độ đê d ự thi các k ì thi O lympic toàn quốc được tô chứch à n g nám , củng n h ư làm tài liệu nghiên cứu cho các học viêncao học. C húng tôi sắp xếp các bài tập thành 5 chương cơ bản, trong mỗichương đều có tóm tắt lí thuyết đê sinh viên tiện theo dõi uàứng dung. Cuối cùng, xin chăn th ành cảm ơn Phòng Q uản lí và N g hiêncứu khoa học của Trường đại học Giao thông vận tải cùng các bạnđồng nghiệp và N h à xuất bản Xây dựng đã g iú p đỡ ch ú n g tôi.trong việc xu á t bản cuôìĩ sách này. C ác tác giả 3 C hương 1 TĨNH HỌC CHẤT LỞNG1.1. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CÂN BẰNG CỦA CH ẤT LỎNG TĨNH (phương trìn h ơle tĩnh) a) Dạns vectơ: f - —cradp = 0 ( 1. 1) p Ở đ ày : f = X i + Yj + Zk ; f - lực khối đơn vị; p - áp suất thủy tình; {X, Y, ZỊ - hình chiêu của lực f lên các trục toạ độ Đềcac Oxyz. b) Dạng hình chiếu: ( 1.2) z - i ^ =o p dx1.2. PHƯƠNG TRÌNH c ơ BẢN THỦY TĨNH (trường hợp lực khối là trọng lực: X = 0, Y = 0, z = - g) (1.3)1.3. ÁP SUẤT TAI MỘT ĐIẾM t r o n g c h ấ t l ỏ n g p = Po + yh (1.4) Ỏ đày: h - chiều sâu (khoảng cách từ mặt thoáng đến điểm tính áp suất). Khi p xácđịnh theo công thức (1.4), thì gọi áp suất tuyệt đối: pt(1 = Po + yh. Gọi p., là áp suất khí trời: pa = 9,81 N /cnr = lat, thì sẽ có hai trường hợp sau: + Nếu pU| > pa thì pUỊ - pa = pd ; pd gọi là áp suất dư. + Nếu pld < p., thì pa - pId = pt k ; ptk gọi là áp suất chân không. 5 Như vậy: pck = - pd - Áp suất dư trên mặt thoáng của chất lỏng tiếp xúc với khí trời thì bằng không. - Áp suất dư tại một điểm trong chất lòng có mặt thoáng tiếp xúc với khí trời bằne: Pd = yh. Sau đây áp suất dư thường được viết là p.1.4. ÁP Lực CHẤT LONG LÊN THÀNH PHANG (áp lực dư) p = PCÍ0 = yzt 0) ( 1. 5 ) ơ đây pc - áp suất tại trọng tâm của diệntích chịu lực 03; zc là chiều sâu của trọng __JLtâm c (hình 1.1). Tàm áp lực D: ( 1.6) Ớ đày: c - trục đối xứng di qưa trọng tâm c. Jc - mômen quán tính eủa diện tích ũ)ứng với trục đi qua trọng tâm c. Hình 1.1 Trường hợp thàiah llnảng đứng («. = 90°); .1, Zn = z,. +■ (1.7) 7 .. .0 1 Ta cung có thê tìm áp lực p và tâm áp lực theo phương pháp biểu đồ (hình 1.2) nếudiện tích chịu lực có dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông có chiều rộng b: _ ỵ(za + z ft)ABx b ( 1 .8 ) = 2 Điểm đặt đi qua trọng tâm của ABB A.1.5. ÁP L ự c CHẤT LỎNG LÊN THÀNH CONG p = ,/P,2 + R? Ở(đâịí: Px = Yzcwx 0) x - hình chiếu của thàBỉh cong lên mặt vuônggộcSvớii triụo Ox. Hình 1.26 () /v - toạ độ trọng tâm của diện tích (úx. P2 = yw (1.11) w - thể tích của vật thể áp lực, w winang dấu dương nế ...