Thủy lực 1 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 3

Cơ sở động lực học chất lỏngĐ3-1. Những khái niệm chungĐộng lực học chất lỏng nghiên cứu những qui luật chung về chuyển động của chất lỏng. Như đã biết, khi chất lỏng thực (nhớt) chuyển động, xuất hiện sức masát trong, nên những kết luận về động lực học của chất lỏng lý tưởng và chất lỏng thực (nhớt) là khác nhau. Động học chất lỏng nghiên cứu chuyển động của chất lỏng mà không xét những lực tác dụng. Vì vậy, phương trình động học là chung cho cả trường họp chất lỏng lý tưởng và chất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy lực 1 ( Nxb Nông nghiệp ) - Chương 3 Ch¬ng III C¬ së ®éng lùc häc chÊt láng§3-1. Nh÷ng kh¸i niÖm chung §éng lùc häc chÊt láng nghiªn cøu nh÷ng qui luËt chung vÒ chuyÓn ®éng cña chÊtláng. Nh ®∙ biÕt, khi chÊt láng thùc (nhít) chuyÓn ®éng, xuÊt hiÖn søc mas¸t trong,nªn nh÷ng kÕt luËn vÒ ®éng lùc häc cña chÊt láng lý tëng vµ chÊt láng thùc (nhít) lµkh¸c nhau. §éng häc chÊt láng nghiªn cøu chuyÓn ®éng cña chÊt láng mµ kh«ng xÐt nh÷ng lùct¸c dông. V× vËy, ph¬ng tr×nh ®éng häc lµ chung cho c¶ trêng häp chÊt láng lý tëng vµchÊt láng thùc. Ta coi m«i trêng chÊt láng chuyÓn ®éng lµ mét m«i trêng liªn tôc bao gåm v« sèph©n tö chÊt láng v« cïng nhá chuyÓn ®éng, mçi ph©n tö nhá ®ã ®îc ®Æc trng bëi nh÷ng®¹i lîng c¬ b¶n cña sù chuyÓn ®éng gäi lµ nh÷ng yÕu tè cña chuyÓn ®éng ®ã lµ: a) ¸p suÊt thñy ®éng häc p: Trong chuyÓn ®éng cña chÊt láng lý tëng, ¸p suÊt thñy®éng híng vµo mÆt chÞu t¸c dông vµ híng theo ph¸p tuyÕn cña mÆt ®ã, v× thµnh phÇn tiÕptuyÕn kh«ng cã. Do ®ã, ¸p suÊt thñy ®éng cña chÊt láng lý tëng cã nh÷ng tÝnh chÊt nh ¸psuÊt thñy tÜnh. Trong chuyÓn ®éng cña chÊt láng thùc, ¸p suÊt thñy ®éng híng vµo mÆtchÞu t¸c dông, nhng kh«ng híng theo ph¸p tuyÕn, v× nã lµ tæng hîp cña thµnh phÇn øngsuÊt ph¸p tuyÕn pn vµ thµnh phÇn øng suÊt tiÕp tuyÕn t do tÝnh nhít g©y ra. b) VËn tèc u cña phÇn tö chÊt láng ta gäi lµ lu tèc ®iÓm (coi phÇn chÊt láng chiÕm vÞtrÝ v« cïng nhá nh mét ®iÓm). c) Gia tèc a cña phÇn tö chÊt láng: Nh÷ng yÕu tè cña chuyÓn ®éng cã thÓ biÕn ®æi liªn tôc theo vÞ trÝ phÇn tö vµ theo thêigian, v× vËy chóng lµ hµm sè liªn tôc cña täa ®é kh«ng gian x, y, z vµ thêi gian t: p = p (x, y, z, t); u = u (x, y, z, t); a = a (x, y, z, t).§3-2. ChuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh vµ chuyÓn ®éng æn ®Þnh Trong khi nghiªn cøu sù chuyÓn ®éng cña chÊt láng chóng ta sÏ dÇn dÇn ®a ra nhiÒuc¸ch ph©n lo¹i nh»m ®i s©u vµo tõng mÆt cña chuyÓn ®éng. ë ®©y chóng ta ph©n lo¹ichuyÓn ®éng ra chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh vµ chuyÓn ®éng æn ®Þnh.60 http://www.ebook.edu.vn Ta gäi chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh lµ chuyÓn ®éng mµ c¸c yÕu tè chuyÓn ®éng phôthuéc thêi gian tøc lµ: u = u (x, y, z, t); p = p (x, y, z, t) v.v... ¶u ¶p ¹ 0; ¹ 0 v.v... hoÆc: ¶t ¶t ThÝ dô khi mùc níc ë trong bÓ chøa thay ®æi th× c¸cyÕu tè chuyÓn ®éng ë mét ®iÓm bÊt kú trong m«i trêng ch¶y®Òu thay ®æi theo thêi gian. ThÝ dô nÕu mùc níc H gi¶m dÇn, lu tèc ë ®iÓm A trªn H×nh 3-1luång níc sÏ gi¶m dÇn (h×nh 3-1). Ta gäi chuyÓn ®éng æn ®Þnh lµ chuyÓn ®éng mµ c¸c yÕu tè chuyÓn ®éng kh«ng biÕn®æi theo thêi gian, tøc lµ: u = u (z, y, z); p = p (x, y, z) v.v... ¶p ¶uhoÆc: = 0; = 0 v.v... ¶t ¶t H=const ThÝ dô khi mùc níc ch¶y trong bÓ chøa kh«ng ®æi(h×nh 3-2) th× c¸c yÕu tè chuyÓn ®éng ë mét ®iÓm bÊt kú trongm«i trêng ch¶y ®Òu kh«ng ®æi theo thêi gian, thÝ dô lu tèc ë®iÓm A trªn luång níc lu«n gi÷ kh«ng ®æi. Chñ yÕu chóng ta H×nh 3-2nghiªn cøu chuyÓn ®éng æn ®Þnh cña chÊt láng.§3-3. QuÜ ®¹o - ®êng dßng QuÜ ®¹o lµ ®êng ®i cña mét phÇn tö chÊt láng trong kh«ng gian. Kh¸i niÖm quÜ ®¹o®èi víi chóng ta kh¸ quen thuéc, thêng gÆp trong vËt lý, c¬ häc v.v... §êng dßng lµ ®êng cong t¹i mét thêi ®iÓm cho tríc, ®i qua c¸c phÇn tö chÊt lángcã vÐct¬ lu tèc lµ nh÷ng tiÕp tuyÕn cña ®êng Êy. Cã thÓ vÏ ®êng dßng trong m«i trêngchÊt láng nh sau: ® T¹i thêi ®iÓm t phÇn tö chÊt láng M cã tèc ®é u biÓu thÞ b»ng vÐct¬ u , còng ë thêi ®®iÓm ®ã, phÇn tö chÊt láng M1 ë s¸t c¹nh phÇn tö M vµ n»m trªn vÐct¬ u , cã tèc ®é u1, ®còng ë thêi ®iÓm ®ã phÇn tö chÊt láng M2 ë s¸t c¹nh phÇn tö M1 vµ n»m trªn vÐct¬ u 1 vµ cã ®tèc ®é u 2 ; cø tiÕp tôc lµm nh trªn, ta cã ®îc nh÷ng ®iÓm M3, M4... víi nh÷ng vÐct¬ lu ® ®tè: u 3 , u 4 ... §êng cong C ®i qua c¸c ®iÓm M1, M2, M3, M4... lÊy nh÷ng tèc ®é u1, u2, u3,u4. v. v... lµm nh÷ng tiÕp tuyÕn chÝnh lµ mét ®êng d ßng ë thêi ®iÓm t (h×nh 3-3). 61 http://www.ebook.edu.vn Do vËn tèc cã thÓ thay ®æi ®èi víi thêi gian, nªn kh¸i niÖm ®êng dßng cã liªn quanchÆt chÏ ®Õn thêi gian, øng víi nh÷ng thêi ®iÓm kh¸c nhau ta cã nh÷ng ...