Giáo trình kỹ thuật thủy khí - Chương 2

Tĩnh học chất lỏng nghiên cứu những qui luật cân bằng của chất lỏng ở trạng thái tĩnh v ứng dụng những qui luật ấy để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn kỹ thuật, sản xuất v đời sống. Ng-ời ta phân ra 2 trạng thái tĩnh: Tĩnh tuyệt đối: Chất lỏng không chuyển động so với hệ toạ độ cố định (gắn liềnvới trái đất) Tĩnh t-ơng đối: Chất lỏng chuyển động so với hệ toạ độ cố định, nh-ng giữa chúng không có chuyển động t-ơng đối. 2.1. áp suất thuỷ tĩnh 2.1.1. Lực tác...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật thủy khí - Chương 2 Ch−¬ng II TÜnh häc chÊt láng TÜnh häc chÊt láng nghiªn cøu nh÷ng qui luËt c©n b»ng cña chÊt láng ë tr¹ng th¸i tÜnh v øng dông nh÷ng qui luËt Êy ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò trong thùc tiÔn kü thuËt, s¶n xuÊt v ®êi sèng. Ng−êi ta ph©n ra 2 tr¹ng th¸i tÜnh: TÜnh tuyÖt ®èi: ChÊt láng kh«ng chuyÓn ®éng so víi hÖ to¹ ®é cè ®Þnh (g¾n liÒnvíi tr¸i ®Êt) TÜnh t−¬ng ®èi: ChÊt láng chuyÓn ®éng so víi hÖ to¹ ®é cè ®Þnh, nh−ng gi÷a chóng kh«ng cã chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi. 2.1. ¸p suÊt thuû tÜnh 2.1.1. Lùc t¸c dông lªn chÊt láng ë tr¹ng th¸i tÜnh, chÊt láng chÞu t¸c dông cña hai lo¹i ngo¹i lùc : Lùc khèi l−îng (hay lùc thÓ tÝch) t¸c dông lªn chÊt láng tØ lÖ víi khèi l−îng (nh− träng lùc, lùc qu¸n tÝnh...) Lùc bÒ mÆt l lùc t¸c dông lªn bÒ mÆt cña khèi chÊt láng (nh− ¸p lùc khÝ quyÓn t¸c dông lªn bÒ mÆt tù do cña chÊt láng ...) 2.1.2. ¸p suÊt thuû tÜnh a ) §Þnh nghÜa ¸p suÊt thuû tÜnh l nh÷ng øng suÊt g©y ra bëi c¸c lùc khèi v lùc bÒ mÆt. Ta h y xÐt mét thÓ tÝch chÊt láng giíi h¹n bëi diÖn P dP tÝch Ω (H×nh 2 -1). T−ëng t−îng c¾t khèi chÊt I láng b»ng mÆt ph¼ng AB, chÊt láng phÇn I t¸c dông lªn phÇn II qua diÖn tÝch mÆt c¾t ω. Bá I B A M dω ω m vÉn gi÷ II ë tr¹ng th¸i c©n b»ng th× ph¶i thay t¸c dông I lªn II b»ng lùc P gäi l ¸p suÊt thuû tÜnh t¸c dông lªn mÆt ω. ¸p suÊt II Ω P trung b×nh: p tb = ω H×nh 2-1. S¬ ®å x¸c ®Þnh ¸p lùc thuû tÜnh Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình K thu t Thu khí …………………………………………16 http://www.ebook.edu.vn ∆P ¸p suÊt t¹i ®iÓm M: p M = lim ∆ω →0 ∆ω §¬n vÞ ¸p suÊt: N/m2 = Pa (pascal ) 1at = 9,8.104 N/m2 = 104 KG/m2 = 10 mH20 = 1 KG/cm2 . b) Hai tÝnh chÊt cña ¸p suÊt thuû tÜnh TÝnh chÊt 1: ¸p suÊt thuû tÜnh lu«n lu«n t¸c dông th¼ng gãc v h−íng v o mÆt tiÕp xóc (H×nh 2-2) cã thÓ tù chøng minh b»ng ph¶n chøng. TÝnh chÊt 2: ¸p suÊt thuû tÜnh t¹i mçi ®iÓm theo mäi ph−¬ng b»ng nhau. px = py = pz = pn BiÓu thøc: (2-1) Cã thÓ chøng minh b»ng c¸ch xÐt khèi chÊt láng tø diÖn cã c¸c c¹nh dx, dy, dz, v« cïng bÐ. Chøng minh biÓu thøc (2-1) khi dx, dy, dz→ 0 (tham kh¶o thªm [10] ). Ta còng nhËn thÊy ¸p suÊt thuû tÜnh t¹i mét ®iÓm chØ phô thuéc v o vÞ trÝ cña nã: p = f ( x, y , z ) ( 2-2 ) z C Py Pn dz Px dx O x A dy B Pz y H×nh 2-2. BiÓu diÔn ¸p suÊt thuû H×nh 2-3. BiÓu diÔn ¸p suÊt thuû tÜnh vu«ng gãc v h−íng v o mÆt tiÕp xóc tÜnh theo mäi ph−¬ng ®Òu b»ng nhau 2.2. Ph−¬ng tr×nh vi ph©n c©n b»ng cña chÊt láng (ph−¬ng tr×nh ¬le tÜnh) Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a ngo¹i lùc t¸c dông v o mét phÇn tö chÊt láng víi néi lùc sinh ra trong ®ã. XÐt mét phÇn tö chÊt láng h×nh hép c©n b»ng cã c¸c c¹nh dx, dy, dz ®Æt trong hÖ trôc to¹ ®é oxyz (H×nh 2-4) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình K thu t Thu khí …………………………………………17 http://www.ebook.edu.vn Ngo¹i lùc t¸c dông lªn phÇn tö chÊt láng xÐt bao gåm: Lùc khèi: F ~ m = ρ dxdydz X, Y, Z - h×nh chiÕu lùc khèi ®¬n vÞ lªn c¸c trôc x, y, z. Lùc mÆt t¸c dông lªn phÇn tö chÊ ...