Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 1: Mở đầu

Nội dung text: Bài giảng Thủy lực đại cương - Chương 1: Mở đầu

1. THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG
2. GIỚI THIỆU MÔN HỌC CHƯƠNG 1 – MỞ ĐẦU CHƯƠNG 2 – THỦY TĨNH HỌC CHƯƠNG 3 – CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG CHƯƠNG 4 – TỔN THẤT CỘT NƯỚC TRONG DÒNG CHẢY CHƯƠNG 5 – DÒNG CHẢY QUA LỖ VÒI (TK) CHƯƠNG 6 – DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG THỦY CHƯƠNG 7 – DÒNG CHẢY ĐỀU KHÔNG ÁP TRONG KÊNH
3. BẢNG ĐƠN VỊ Đơn vị SI Gia tốc m/s2 Diện tích m2 Khối lƣợng riêng kg/m3 Lƣu lƣợng 1 m3/s = 1000 l/s Lực N Chiều dài m Khối lƣợng kg Áp suất 1 at = 98100 N/m2 Trọng lƣợng riêng N/m3 Vận tốc m/s Thể tích m3 Khối lƣợng kg
4. CÁC KÝ HIỆU ω = Diện tích (m2) = Diện tích mặt cắt ướt (m2) b = Chiều rộng đáy kênh (m) C = Hệ số Chezy (m1/2s-1) D (d) = Đường kính ống (m hoặc mm) g = Gia tốc trọng trường (9,81 m/s2) H = Tổng cột nước năng lượng (m) = Cột nước bất kì (m) hw = Tổng tổn thất năng lượng (m) hc = Tổn thất cột nước cục bộ (m) hd = Tổn thất dọc đường (m) h = Độ sâu dòng chảy trong kênh (m) hC = Độ sâu trọng tâm của diện tích (m) hD = Độ sâu điểm đặt lực (m) 4 Io = Momen quán tính lấy với trục trung tâm (m ) l = Chiều dài (m) m = Khối lượng (kg) n = Hệ số nhám Manning (s/m1/3)
5. CÁC KÝ HIỆU χ = Chu vi ướt (m) P = Áp lực (N) p = Áp suất (N/m2) Re = Hệ số Reynolds R = Bán kính thủy lực (m) r = Bán kính bất kỳ (m hoặc mm) σ = Tỷ trọng của chất lỏng t = Thời gian (s) u = Lưu tốc điểm (m/s) v = Vận tốc trung bình mặt cắt (m/s) V = Thể tích bất kỳ (m3) z = Cao độ với một mặt chuẩn bất kỳ (m) ZC = Tọa độ trọng tâm diện tích (m) ZD = Tọa độ điểm đặt lực (m) α = Góc bất kỳ (o) = Hệ số sửa chữa động năng β = Tỷ số b/h γ = Trọng lượng riêng (N/m3) λ = Hệ số ma sát δ = Hệ số tổn thất cục bộ ρ = Khối lượng riêng (kg/m3)
6. CHƢƠNG 1 - MỞ ĐẦU • ĐỊNH NGHĨA KHOA HỌC THỦY LỰC - PHẠM VI ỨNG DỤNG 1.1 • SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA KHOA HỌC THỦY 1.2 LỰC • KHÁI NIỆM CHẤT LỎNG TRONG THỦY LỰC 1.3 • NHỮNG ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG 1.4 • LỰC TÁC DỤNG 1.5
7. 1.1. ĐỊNH NGHĨA KHOA HỌC THỦY LỰC- PHẠM VI ỨNG DỤNG LÀ KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGHIÊN CỨU NHỮNG QUY LUẬT CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT LỎNG VÀ NHỮNG BIỆN PHÁP ÁP DỤNG NHỮNG QUY LUẬT NÀY . CƠ SỞ CỦA THỦY LỰC LÀ CƠ HỌC CHẤT LỎNG LÝ THUYẾT THỦY THỦY LỰC KIẾN THỨC VỀ THỦY LỰC CẦN Ở NHIỀU NGÀNH: THỦY LỢI, GIAO THÔNG, CẤP THOÁT NƯỚC
8. 1.2. SƠ LƢỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA KHOA HỌC LỊCH SỬ THỜI KÌ HY LẠP CỔ ĐẠI (ARCHIMEDES) - THỦY TĨNH HỌC, VẬT NỔI THỜI KÌ PHỤC HƯNG (LEONARDO DE VINCI) - COI NHƯ NGƯỜI SÁNG LẬP RA KHOA HỌC THỦY LỰC THẾ KỈ XVIII (DANIEL BERNOULLI) - THỦY ĐỘNG LỰC HỌC
9. 1.3. KHÁI NIỆM VỀ CHẤT LỎNG TRONG THỦY LỰC CHẤT CHẤT CHẤT RẮN LỎNG KHÍ TRONG THỦY LỰC, CHẤT LỎNG ĐƯỢC COI NHƯ MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC. KHÁI NIỆM VỀ CHẤT LỎNG LÝ TƯỞNG: HOÀN TOÀN KHÔNG CO GIÃN THỂ TÍCH, KHÔNG CÓ TÍNH NHỚT, KHI CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG CÓ TỔN THẤT
10. 1.4. NHỮNG ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG • Khối lượng riêng: 1.4.1. CÓ KHỐI LƢỢNG • ρ = (kg/m3). Nước có: ρ = 1000 (kg/m3) • Trọng lượng riêng . 1.4.2. CÓ TRỌNG LƢỢNG • γ = ρ.g = (N/m3). Nước có: γ = 9810 (N/m3)  • Tỉ trọng của chất lỏng:  CL  H2O • Khi áp suất thay đổi: chất lỏng coi như không nén được 1.4.3. TÍNH THAY ĐỔI THỂ TÍCH • Khi nhiệt độ thay đổi: chất lỏng coi như không co giãn • ρ = const 1.4.4. CÓ SỨC CĂNG MẶT • Chỉ xét tới trong hiện tượng mao dẫn, đập tràn có cột nước NGOÀI rất nhỏ. • Là nguyên nhân sinh ra tổn thất năng lượng khi chất lỏng 1.4.5. CÓ TÍNH NHỚT chuyển động
11. 1.5. LỰC TÁC DỤNG • LỰC NỘI BỘ KHỐI CHẤT NỘI LỰC LỎNG (LỰC MA SÁT TRONG) • LỰC MẶT (LỰC DIỆN TÍCH): LÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN BỀ MẶT GIỚI HẠN KHỐI CHẤT LỎNG (LỰC DO ÁP SUẤT) NGOẠI LỰC • LỰC KHỐI (LỰC THỂ TÍCH): LÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN TỪNG PHẦN TỬ CHẤT LỎNG CỦA KHỐI CHẤT LỎNG