Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY THỦY LỰC

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY THỦY LỰC

Mô tả cơ bản về tài liệu:

Phần lớn hoạt động của các máy thuỷ lực đều liên quan đến chấtlỏng và chất khí. Vì vậy mà lý thuyết cơ sở để khảo sát các máy thuỷ lựcđược dựa trên lý thuyết cơ bản của thuỷ khí động lực học. Một số địnhluật về thuỷ khí động lực học ứng dụng trong việc khảo sát các máy thuỷlực sẽ được trình bày dưới đây.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY THỦY LỰC Chương 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY THỦY LỰC 1. 1. GIỚI THIỆU CHUNG. Phần lớn hoạt động của các máy thuỷ lực đều liên quan đến chấtlỏng và chất khí. Vì vậy mà lý thuyết cơ sở để khảo sát các máy thuỷ lựcđược dựa trên lý thuyết cơ bản của thuỷ khí động lực học. Một số địnhluật về thuỷ khí động lực học ứng dụng trong việc khảo sát các máy thuỷlực sẽ được trình bày dưới đây.1.1.1. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG-BERLLOULI Chất lỏng và chất khí đều là một dạng của vật chất nói chung. Trongthực tế chúng luôn tiềm tàng năng lượng dưới ba dạng chủ yếu; Động mv 2năng ( ) của môi chất chuyển động, áp năng (pV) của môi chất có áp 2suất và thế năng (mgh) của môi chất trong môi trường trọng lực. Năng lượng của môi chất ký hiệu E là tổng các năng lượng thànhphần và được viết dưới dạng tổng quát: mv 2 E = pV + + mgh ; 2 Đơn vị của năng lượng là N.m hoặc KN.m. Đối với chất lỏng, để tiện cho việc khảo sát và nghiên cứu, nănglượng của chất lỏng thường được tính cho một đơn vị trọng lượng(G=mg) của chất lỏng, được ký hiệu là H và gọi là cột áp của một trạngthái chất lỏng. E (H= ); trong đó G là trọng lượng của chất lỏng, G=mg. G Như vậy cột áp của chất lỏng: pV mv 2 mgh H = + + ; (1-1) G 2G G Trong đó: p - áp suất của chất lỏng. V- Thể tích chất lỏng chiếm chỗ. m- Khối lượng chất lỏng. v - vận tốc chuyển động tương đối của chất lỏng. g- Gia tốc trọng trường. 5 G- Trọng lượng của chất lỏng. Từ công thức ( 1-1) sau khi biến đổi ta được: p v2 H = + + h; (1-2). γ 2g H là cột áp của một trạng thái chất lỏng, đơn vị của cột áp là [mH2O]. Trong đó: p - Cột áp áp năng; γ v2 - Cột áp động năng; 2g h - Cột áp thế năng. Tổng ba giá trị của cột áp áp năng, cột áp thế năng và cột áp độngnăng biểu thị cột áp toàn phần của một chất lỏng đang tồn tại ở trạngthái nào đó và được xác định bằng công thức (1-2). Dựa trên cơ sở của định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng ápdụng cho một dòng chảy của chất lỏng từ điểm 1 đến điểm 2, ta xét quyluật của nó đối với từng điều kiện cụ thể. 2 P2 v2 h2 1 P1 v1 h1 2 1 Hình 1.1. Sơ đồ xây dựng phương trình năng lượnga. Phương trình cân bằng năng lượng Berllouli đối với chất lỏng lý tưởng Xét trường hợp quãng đường chuyển động từ mặt cắt 1-1 đến mặtcắt 2-2 (Hình 1.1) mà chất lỏng không trao đổi năng lượng với môitrường bên ngoài. Khi chất lỏng là lý tưởng (độ nhớt bằng không) ta có: E1=E26 Có nghìa là tổng năng lượng tại đầu vào (1-1) và tại đầu ra (2-2) củađường dòng là như nhau. Hoặc có thể viết dưới dạng cột áp ta có: 2 2 p1 v1 p v H1=H2 hoặc + + h1 = 2 + 2 + h2 ; γ 2g γ 2g Phương trình được viết dưới dạng chung là: p v2 + + h = const ; (1-3) γ 2g Đây là phương trình Berllouli viết cho chất lỏng dưới dạng tổng quát.b. Phương trình cân bằng năng lượng Berllouli đối với chất lỏng thực * Xét trường hợp quãng đường chuyển động từ mặt cắt 1-1 đến mặtcắt 2-2 (Hình 1.1) mà chất lỏng không trao đổi năng lượng với môitrường bên ngoài. Chất lỏng thực với độ nhớt (ν ≠ 0), dòng chảy ổn định.Vì chất lỏng có ν ≠ 0, nên khi chất lỏng chuyển động từ mặt cắt 1-2 đếnmặt cắt 2-2 phải chi phí một giá trị cột áp để thắng các sức cản dọcđường và một số điểm cục bộ. Giá trị tổn thất này gọi là tổn thất cột ápvà ký hiệu là htt, phương trình được viết dưới dạng sau: E1= E2 + Ett hoặc H1= H2+ htt(1→2); 2 2 p1 v1 p v Hoặc + + h1 = 2 + 2 + h2 + htt(1→2); (1-4) γ 2g γ 2g Trong đó tổng tổn thất thuỷ lực ...