Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 3: Khái niệm về chuyển động của lưu chất - Nguyễn Thị Phương
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
• Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng.
• Phaân loaïi chuyeån ñoäng
• Gia toác cuûa phaàn töû löu chaát.
• Moâ taû bieán daïng cuûa phaàn töû löu chaát.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng.
1. Heä thoáng vaø theå tích kieåm soaùt
Heä thoáng (system) chöùa 1 löôïng nhaát ñònh khoái löôïng löu
chaát. Bieân cuûa heä thoáng coù theå coá ñònh hoaëc thay ñoåi nhöng
löu chaát khoâng ñi ra, vaøo bieân.
Theå tích kieåm soaùt (control volume CV)
laø 1 theå tích töôûng töôïng trong khoâng gian
maø löu chaát coù theå ñi ra hoaëc vaøo.
CV
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
2. Phöông trình vi phaân vaø tích phaân
Caùc ñònh luaät cô baûn (baûo toaøn khoái löôïng, naêng löôïng,
ñoäng löôïng...) coù theå aùp duïng cho 1 heä thoáng (Sys)
hoaëc theå tích kieåm soaùt (CV) voâ cuøng nhoû hoaëc höõu
haïn phöông trình vi phaân hoaëc tích phaân. Daïng
phöông trình tích phaân thöôøng deã phaân tích hôn.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
Ñieåm O
T=T(xo, yo, t)
3. Phöông phaùp moâ taû chuyeån ñoäng
Phaàn töû A
TA=TA(t)
Phöông phaùp Lagrange: chuyeån ñoäng
cuûa löu chaát ñöôïc moâ taû baèng tính
chaát (vaän toác, aùp suaát, nhieät ñoä,
khoái löôïng rieâng...) cuûa töøng phaàn
töû löu chaát theo thôøi gian.
O
yo
xo
Phöông phaùp Euler: chuyeån ñoäng cuûa
löu chaát ñöôïc moâ taû baèng tính chaát
cuûa caùc phaàn töû löu chaát taïi moãi vò
trí khoâng gian theo thôøi gian.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
Quó ñaïo laø ñöôøng ñi cuûa 1 phaàn töû löu chaát.
dx dy dz
Phöông trình vi phaân cuûa quó ñaïo:
= = = dt
ux uy uz
Ñöôøng doøng ôû 1 thôøi ñieåm nhaát ñònh laø ñöôøng vaïch ra
trong löu chaát sao cho vaän toác cuûa caùc phaàn töõ treân
ñöôøng ñoù ñeàu tieáp xuùc vôùi noù.
Phöông trình vi phaân cuûa ñöôøng doøng:
dx dy dz
ux uy uz
= =
Ngoaïi tröø caùc ñieåm kyø dò, 2 ñöôøng doøng taïi 1 thôøi ñieåm
khoâng theå caét nhau hoaëc tieáp xuùc vôùi nhau nhö hình
treân.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
Doøng nguyeân toá
Maët caét öôùt
Ñöôøng doøng
Doøng chaûy
dA
A
➢Maët caét öôùt A: laø maët caét thaúng goùc vôùi taát caû caùc
ñöôøng doøng ñi qua noù.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
Doøng nguyeân toá
Ñöôøng
Maët caét
öôùt
doøng
Doøng chaûy
d
A
A
➢ Chu vi öôùt P:laø phaàn chu vi cuûa maët caét öôùt tieáp xuùc
vôùi thaønh raén.
➢ Baùn kính thuûy löïc R = dieän tích maët caét öôùt / chu vi öôùt
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
➢Baùn kính thuûy löïc R = dieän tích maët caét öôùt / chu vi öôùt
D
h
b
A D2 4 D
R = =
A
bh
R = =
P b + 2h
=
P
D
4
A D2 8 D
R = =
P D 2 4
A
D2 8
=
R = =
P D 2+ D
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
➢ Löu löôïng: laø löôïng löu chaát ñi qua 1 maët caét
trong 1 ñôn vò thôøi gian.
Q = u.ndA = u.dA
Löu löôïng theå tích:
A
A
Q = u.dA
Neáu A laø maët caét öôùt:
A
Q = u.ndA
Löu löôïng khoái löôïng:
Löu löôïng troïng löôïng:
A
Q = u.ndA
A
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.1 Phöông phaùp phaân tích chuyeån ñoäng(tt).
➢Vaän toác trung bình cuûa maët caét öôùt
Q 1
u
V = = udA
A A A
V
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng
Cô löu chaát
L/c nhôùt
L/c khoâng nhôùt
(l/c thöïc)
(l/c lyù töôûng)
(m=0)
C/ñ roái
C/ñ taàng
C/ñ beân
trong t/raén
L/c neùn
ñöôïc
L/c khoâng
neùn ñöôïc
C/ñ beân
ngoaøi t/raén
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
1. Chuyeån ñoäng 1 chieàu, 2 chieàu, 3 chieàu
2. Chuyeån ñoäng oån ñònh vaø khoâng oån ñònh.
3. Chuyeån ñoäng cuûa löu chaát nhôùt (thöïc) vaø khoâng nhôùt (lyù töôûng)
4. Chuyeån ñoäng taàng vaø chuyeån ñoäng roái.
5. Chuyeån ñoäng cuûa löu chaát neùn ñöôïc vaø khoâng neùn ñöôïc.
6. Chuyeån ñoäng beân trong vaø beân ngoaøi thaønh raén.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
1. Chuyeån ñoäng 1 chieàu, 2 chieàu, 3 chieàu
Th¸ng 1
25
Trung quoá c
23
VËn tèc trªn bÒ mÆt
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
Scale
1
-1
-3
0.5m/s
0.1m/s
0.05m/s
0.01m/s
99
101
103
105
107
109
111
113
115
117
119
121
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
2. Chuyeån ñoäng oån ñònh vaø khoâng oån ñònh.
u
u
a)
b)
t
t
Vaän toác trong doøng chaûy roái theo thôøi gian
u :vaän toáctrung bình thôøi gian
x
ux = ux + u
x
ux :vaän toácmaïchñoäng
a) c/ñ khoâng oån ñònh
b) c/ñ oån ñònh
u = u
=
(
x, y,z
)
u t = 0
t = 0
u = u
=
(
x, y,z, t
)
x, y,z
x, y,z, t
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
3. Chuyeån ñoäng cuûa löu chaát nhôùt (thöïc) vaø khoâng nhôùt (lyù töôûng)
4. Chuyeån ñoäng taàng vaø chuyeån ñoäng roái.
V <Vc
r
V Vcr
V > Vcr
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
3. Chuyeån ñoäng cuûa löu chaát nhôùt (thöïc) vaø khoâng nhôùt (lyù töôûng)
4. Chuyeån ñoäng taàng vaø chuyeån ñoäng roái.
VL löïcquaùn tính
Re =
m löïcmasaùt nhôùt
Trong ống tròn
2320:taàng
2320:roái
V4R VD
Re =
=
m
m
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
5. Chuyeån ñoäng cuûa löu chaát neùn ñöôïc vaø khoâng neùn ñöôïc.
V
vaän toác löu chaát
Soá Mach:
M = =
C vaän toác truyeàn aâm trong löu chaát
M 0,3: d 5%
: löu chaát xem nhö khoâng neùn
max
M 1:c/ñ döôùi aâm
M 0,3 M =1:c/ñ ngang aâm
M 1:c/ñ treânaâm
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.2 Phaân loaïi chuyeån ñoäng (tt)
6. Chuyeån ñoäng beân trong vaø beân ngoaøi thaønh raén.
Chương 3:
KHAÙI NIEÄM VEÀ CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA LÖU CHAÁT
3.3 Gia toác cuûa phaàn töû l/c. Ñaïo haøm toaøn phaàn
(
)
u = u x, y, z, t
Du u
a = =
Dt t
u u u
+ ux + uy + uz
x y z
u
( )
=
+ u. u
t
Gia toác cuïc boä Gia toác ñoái löu
Tải về để xem bản đầy đủ
33 trang
11840
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 3: Khái niệm về chuyển động của lưu chất - Nguyễn Thị Phương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_luu_chat_chuong_3_khai_niem_ve_chuyen_dong_cua.ppt
