Cơ lưu hóa học Cơ học triết lý Giáo trình cơ học hóa học lưu Cơ học hóa học lưu Tĩnh học hóa học lưu triết lý chất lưu lại

Bạn đang xem: Giáo trình cơ lưu chất

*
ppt

bài giảng siêng đề Nhiệt học


*
pdf

Thủy Khí Lực học tập - chuyên môn Ứng Dụng phần 10


Xem thêm: 6 Cách Chữa Viêm Lộ Tuyến Tử Cung Tại Nhà Nhanh Và Dễ, Bệnh Viện Nhi Đồng Tp

*
ppt

bài xích giảng kim chỉ nan cơ lưu chất


Nội dung

Chương 1MỞ ĐẦU1.1 Đối tượng, phạm vi và mục đích của học phầnCơ học chất lưu là một môn kỹ thuật thuộc nghành cơ học, phân tích cácquy luật chuyển động và đứng yên ổn của chất lưu và các quy trình tương tác của nóvới những vật khác.Chất lưu bao hàm chất lỏng với khí y hệt như các môi trường thiên nhiên liên tục, đượccấu tạo từ nhiều phân tử (chất điểm). Khác với trang bị rắn, các phân tử của chất lưu cóthể vận động hỗn loạn phía bên trong khối chất lưu, bởi vậy hóa học lưu luôn luôn có hìnhdạng thay đổi phụ thuộc hình dạng bình chứa.Chất khí khác với chất lỏng tại phần thể tích của một khối khí có thể thay đổiphụ nằm trong thể tích bình chứa, trọng lượng riêng hay mật độ phân tử của hóa học lỏnglớn hơn hàng chục ngàn lần đối với của chất khí. Ở điều kiện bình thường, những phân tửcủa chất lỏng luôn luôn giữ khoảng cách trung bình thắt chặt và cố định ngay cả trong vượt trìnhchuyển rượu cồn hỗn loạn, vị vậy hóa học lỏng được coi là không chịu đựng nén dưới tác độngcủa ngoại lực. Đối với chất khí, lực đẩy giữa những phân tử chỉ mở ra khi khoảngcách giữa những phân tử bớt khá nhỏ, cho nên vì vậy ở điều kiện thông thường chất khí bịnén dễ dàng.Phạm vi nghiên cứu và phân tích của học tập phần cơ học hóa học lưu là các trạng thái vật lý,các qui giải pháp vận đụng và xúc tiến của hóa học lưu sinh sống trạng thái tĩnh cùng động.Mục đích của học tập phần cơ học hóa học lưu là Trang bị cho người học nhữnghiểu biết căn nguyên về các hiện tượng trang bị lý xảy ra trong chất lưu, có kỹ năng cơbản để giải quyết các vấn đề về cơ học chất lưu. Có thể vận dụng kỹ năng và kiến thức đểlàm việc trong không ít lĩnh vực khác biệt như: xây đắp các phương tiện vận chuyển;tính toán mang lại cấp, thoát nước, công trình xây dựng thủy lợi cùng xây dựng, thiết kế các thiết bịthủy lực, …1.2 tính chất vật lý cơ bạn dạng của hóa học lưu1.2.1 trọng lượng riêng, trọng lượng riêng, tỷ trọng, thể tíchKhối lượng riêng vừa phải của chất lưu theo định nghĩa là cân nặng củamột đơn vị thể tích chất lưu: mV(1.1)1 trong đótích V.là khối lượng riêng trung bình, m là khối lượng của khối hóa học lưu tất cả thểTrong khối hóa học lưu hoàn toàn có thể có sự phân bố tỷ lệ không đồng đều, lúc đókhối lượng riêng  tại một điểm nào đó của hóa học lưu được tính bởi:m dmV 0 VdV  lim(1.2)Trong hệ đơn vị SI,  có đơn vị chức năng là kg/m3.Trọng lượng riêng  của chất lưu là lực trọng trường tác dụng lên một đối kháng vịthể tích hóa học lưu: = g(1.3)với g là gia tốc trọng ngôi trường tại địa điểm của khối hóa học lưuTrong hệ đơn vị chức năng SI,  có đơn vị là N/m3.Trong thực tế còn dùng đơn vị chức năng kgf/m3, 1 kgf = 9,81 NTỉ trọng  của một chất lưu là tỉ số của khối lượng riêng  của hóa học lưu đóđối với cân nặng riêngcủa nước:n(1.4)Tại cùng vị trí thì g = const, vì đó:n(1.4’)Ví dụ: Nước có n = 1000 kg/m3  n = 9,81.103 N/ m3Cồn gồm  = 780 kg/m3  tỉ trọng của động  = 0,78Thể tích riêng biệt Vi của chất lưu được quan niệm là thể tích của một đối kháng vịkhối lượng chất lưu:Vi 1(m3/kg)(1.5)Chú ý: khối lượng một thiết bị không biến đổi nhưng trọng lượng (riêng) thayđổi do vận tốc trọng ngôi trường g biến đổi theo vĩ độ với độ cao trên mặt đất.1.2.2 Tính nén đượcĐối với hóa học lỏng thông số (suất xuất xắc modun) lũ hồi K được định nghĩa:2 K  VdpdV(1.6)Do M = ρV => dM = ρdV + Vdρ = 0, nên:Kdpd(1.6’)Ví dụ: ở 20o C nước có suất lũ hồi Knước = 2,2 109 N/m2Chất lưu giữ được xem là không nén được khi khối lượng riêng biến đổi khôngđáng nhắc ( = const). Hóa học lỏng thường xuyên được coi là không nén được vào hầu hếtcác việc kỹ thuật.Ví dụ: Một xilanh chứa 0,1 lít nước ở 20 oC. Nếu nghiền pitton nhằm thể tích giảm1 % thí áp suất vào xilanh tạo thêm bao nhiêu?Giải: Ở 20o C, suất lũ hồi của nước Kn = 2,2.109 N/m2Thể tích giảm 1 % dV -1/100VVậy áp suất tăng: dP = – KndV= 2,2.109.10-2 = 2,2.107 N/m2VHệ số nén p được xác định bằng biểu thức:p  dV / Vodp(1.7)với p. Là áp suất tốt đối, Vo là thể tích ban đầu của chất lưu.Suất bọn hồi K hay sử dụng cho chất lỏng, hầu như là hằng số, cực kỳ ít phụthuộc vàp áp suất và nhiệt độ. Phần đông các loại chất lỏng thường rất khó nén yêu cầu đượcxem như thể chất lưu lại không nén được.Một dòng khí vận động với vận tốc nhỏ tuổi thì sự chuyển đổi khối lượng riêngkhông xứng đáng kể cần vẫn được xem là chất lưu lại không nén được.Khi loại khí hoạt động với vận tốc lớn hơn 0,3 lần tốc độ âm thanh (100 m/s) thì được coi là chất lưu nén được.Đối với chất khí, phần lớn các khí thực làm việc điều kiện thông thường được xemnhư là khí lý tưởng, bọn chúng tuân theo phương trình tinh thần khí lý tưởng:pV = RT Hay: phường = RTTrường vừa lòng nén khí đẳng sức nóng thì:3 pV = constTrường đúng theo nén khí đoạn sức nóng thì:pV = constvới  là hệ số poisson giỏi chỉ số đoạn nhiệt.Vận tốc truyền âm trong chất lưu:c dpdK1.2.3 Tính nhớt của chất lưuChất lưu lại không có công dụng chịu lực cắt, khi gồm lực này tác dụng, nó đã chảyvà mở ra lực ma sát bên trong.Ứng suất ma giáp giữa những lớp chất lưu song song do sự chuyển động tươngđối giữa những lớp dựa vào vào gradient vận tốc du/dy.Hình 1.1 chất lỏng Newton tan tầngĐể đặc trưng cho ma liền kề giữa các bộ phận chất giữ trong chuyển động, ta xétmột chất lỏng Newton tung tầng theo phương vuông góc với y (hình 1.1), theođịnh quy định ma gần kề nhớt Newton ta có biểu thức: dudy(1.8)Trong đó: τ là ứng suất ma giáp (đơn vị là N/m2)µ là hệ số nhớt cồn lực họcu là vận tốc chất lưu, dựa vào vào yTrong hệ đơn vị SI, đơn vị chức năng của µ là4N .skg. Trong thực tế còn Pa.s 2msm dùng đơn vị poise, 1 poise = 0,1 Pa.s.Ngoài thông số động lực học tập µ, bạn ta còn sử dụng thông số nhớt đụng họcυ,được định nghĩa:(1.9)Đơn vị của υ vào hệ yêu thích là m2/s tốt stoke, 1 stoke = 1cm2/s = 10-4 m2/s.Có hai nhiều loại chất lưu lại (hình 1.2):Hình 1.2+ hóa học lưu Newton: tất cả ứng suất ma gần kề tỉ lệ thuận với suất đổi mới dạng, hay độnhớt cồn lực học tập µ = const.+ hóa học lưu phi Newton: gồm ứng suất ma gần kề không tỉ trọng với suất biến đổi dạng,hay độ nhớt hễ lực học µ  const.Độ nhớt động lực học µ = 0 so với chất lưu lại lý tưởngHệ số nhớt µ phụ thuộc vào vào ánh sáng và áp suất. Khi nhiệt độ tăng đối vớichất lỏng µ giảm, còn so với chất khí thì ngược lại. Lúc áp suất tăng µ của chấtlỏng tăng, còn so với chất khí µ đa số không chuyển đổi khi áp suất tăng.Hầu hết những loại chất lưu thường thì như nước, xăng, dầu, … rất nhiều thỏamãn phương pháp Newton, tuy nhiên một số hóa học lỏng kém biến hóa năng động như hắc ín,nhựa rét chảy, dầu thô, ... Không tuân theo phương pháp Newton được hotline là chấtlỏng phi Newton. Đối với chất lỏng thường thì khi chảy ngơi nghỉ trạng thái tung rốicũng không tuân theo bí quyết Newton.Với khái niệm thông số nhớt hoàn toàn có thể định nghĩa chất lưu ưng ý là chất lưu có5 hệ số nhớt (ma sát) bằng không, còn chất lưu thực có hệ số nhớt (ma sát) luôn luôn kháckhông.Ðộ nhớt trong chuyển động của hóa học lưu thực có hai vai trò:Thứ nhất là làm nên truyền chuyển động từ lớp nọ qua lớp kia, nhờ kia màvận tốc trong mẫu chất lưu chuyển đổi liên tục từ điểm đó qua điểm khác.Thứ nhị là chuyển một trong những phần cơ năng của mẫu thành nội năng của nó, tức làtạo ra sự khuếch tán cơ năng.1.2.4 Áp suất hơiÁp suất hơi là áp suất cục bộ của phần tương đối trên mặt phẳng tiếp xúc cùng với chấtlỏng.Nếu trong không gian bí mật trên bề mặt chất lỏng, khi các phần tử chất lỏngbốc tương đối đạt mang lại trạng thái bão hoà cân bằng động với các phân tử chất lỏng ngưngtụ thì áp suất trong khoảng không gian bí mật đó được hotline là áp suất khá bão hòa pbh.Áp suất tương đối bão hoà tăng theo sức nóng độ.Ví dụ nghỉ ngơi 25o C, nước có pbh = 0,025 at; sống 100o C, pbh = 1at.Khi áp suất chức năng lên mặt phẳng chất lỏng  áp suất hơi bão hoà thì chất lỏngbắt đầu sôi (hoá hơi). Ví dụ rất có thể cho nước sôi làm việc 25 o C trường hợp hạ áp suất xuống còn0,025at.Tại một vài vùng nào kia trong cái chảy trường hợp áp suất tuyệt đối bé dại hơn giátrị áp suất hơi thì hóa học lỏng vẫn sủi bọt. Những bọt khí này lúc vỡ sẽ gây ra tổn hại cho bềmặt của thành rắn hotline là hiện tượng lạ xâm thực khí.1.2.5 sức căng mặt ko kể và hiện tượng lạ mao dẫnKhoảng phương pháp giữa các phân tử hóa học lỏng khá nhỏ dại so cùng với trong chất khí, vị đólực hút giữa các phân tử hóa học lỏng là lớn hơn lực hút giữa những phân tử hóa học lỏng vớicác phân tử hóa học khí. Vày vậy lớp phân tử nằm ở mặt thoáng chất lỏng chịu đựng một lựctác dụng hướng vào trong hóa học lỏng. ực công dụng lên các phân tử nghỉ ngơi lớp phương diện ngoàichất lỏng ép lên các phân tử chất lỏng phía vào và gây ra một áp suất gọi là ápsuất phân tử. Hiện tượng kỳ lạ này làm mặt phẳng chất lỏng y như một màng mỏng dính bịcăng, nó tạo ra một sức căng trên bề mặt chất lỏng.Theo định nghĩa, mức độ căng bề mặt  là lực căng trên 1 đơn vị chiều lâu năm nằmtrong bề mặt cong của chất lỏng và vuông góc cùng với đường bất kỳ trên bề mặt chấtlỏng. Đơn vị trong hệ tê mê của  là N/m.Chính vày sức căng mặt phẳng mà những giọt chất lỏng trong thoải mái và tự nhiên thường códạng cầu. Cũng bởi sức căng bề mặt mà gây ra hiện tượng chất lỏng có tác dụng ướt và6 không làm cho ướt chất rắn, hệ quả của nó là hiện tượng kỳ lạ mao dẫn (hình 1.2).ọi h là độ cao cột chất lỏng nhấc lên (hay hạ xuống) trong ống mao dẫn, rlà bán kính ống mao dẫn, là nửa đường kính cong của phương diện khum chất lỏng,  là góc làmướt, theo cách làm urin (hình 1.2) ta có:h2 cosr g(1.10)Hình 1.2 hiện tượng lạ mao dẫnTừ bí quyết (1.10) ta thấy:+ trường hợp 0   0 chất lỏng dâng lên.+ nếu như /2