BÁO CÁO TIỂU LUẬN CƠ LƯU CHẤT -NHÓM 6 - TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

TRƯỜNG ĐẠI CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ LƯU CHẤT

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

Giảng viên hướng dẫn : Ts NGƠ SĨ DŨNG
Nhóm thực hiện : Nhóm 6


1.10. Một trục máy D=75mm chuyển động đều v =0,1 m/s dưới tác dụng của lựcF=100N . Lớp dầu bôi trơn trong ổ trục dày t=0,07mm.
Xác định độ nhớt của dầu.


Ta có sơ đồ phân bố vận tốc như hình

du
⇒ Fms dy = µ . A.du
dy
F dy
⇒ du = ms
µ. A
F dy
⇒ u = ms
+C
µ. A
Fms = µ . A

Tại vị trí : y = 0 thì u = 0 C = 0
Tại vị trí y = t thì u = V

Fms .t
VµA
⇒ Fms =
µ. A
t
du V
⇒ =
dy t
⇒V =

Ta có

Vậy

so với

Fms = µ.A

du
dy

V µ A µ .2π .D
=
=F
t
2 LV / t
.
Ft
100.0,7.10−3
⇒µ=

=
= 1, 486( NS / m2 )
−3
DV .L.π 75.10 .0,1.0, 2.π
.
Fms =

µ = 1, 486( NS / m 2 )


1-11. Một lớp chất lỏng mỏng Newton (trọng lượng riêng , độ nhớt ) chảy trên mặt phẳng nghiêng 1 góc , chiều dày t . Phía trên chất lỏng
tiếp súc với khơng khí .Xem như giũa chất lỏng và khơng khí khơng có ma sát . Tìm biểu thức của u theo y . Có thể xem quan hệ u theo y
tuyến tính được khơng?


Xét trên một đơn vị diện tích chất lỏng xem như chất lỏng chuyển động đều
Xét tại một lớp nào đó với y là khoảng cách từ lớp đó đến tâm O

→

G

→

→

→

F ms , N , G

Thì lớp đó chịu tác dụng của các lực

là trọng lượng do các lớp ở phía trên tác dụng lên lớp ta xét

→

Và CD đều:

→

∑F = F

→

(*)
ms

→

→

+ N+G = 0

Chiếu (*) lên ox

Mặt khác

⇒

du

du
Fms = (A =.1mx1m) = µ
µ A.
dy
dy
du
µ.
= γ (t − y ) Sinα
dy

⇒

⇒

y 2 ).Sinα
γ .(ty − 2
u=
+C
µ

Tại vị trí y = 0 thì u = 0  C = 0

⇒

y2
γ .(ty −
) Sinα
2
u=

µ


2.17. Xác định chiều cao x,y từ mặt thoáng của chất lỏng trong bình đến mặt chất lỏng trong hai áp kế tuyệt đối như hình vẽ
Biết rằng áp xuất khơng khí trong bình P0= 101,35 KPa. Áp suất hơi của alcohol là 11,72 KPa , của Hg là

16, 06.10−3


Gọi áp suất trên mặt thoáng alcohol là:

Pal

PHg

Gọi áp suất trên mặt thoáng thủy ngân là:

PA = P0 + γ al ( y + 1.22)

Ta có

(1)

PA = Pal + γ al ( x + y + 1.22)
PA = PB + γ Hg .1.22

(2)

(3)

P0 = Pal + γ al .x

Từ (1) và (2)

1

P0 − Pal 101,35.103 − 11,72.103
⇒x=
=
= 11,56( m)
3
γ al
0,79.10 .9,81
Từ (3):

PA = PB + γ Hg .1.22
=

Từ (1)

16,06.10 −5.10 3 + 13,6.10 3.9,81 .1,22 = 162,77

162,77.10 3 − 101,35.10 3
⇒ y + 1,22 =
= 7,92
3
0,79.10 .9,81
⇒

y = 7,92 ( m)

Vậy ta được :

x = 11,56 (m)
y = 6,7 (m)

(m)

(KPa )


2.27. Một nắp đậy AB hình trịn đường kính 0,5m dung để đậy kín bể chứa chất lỏng , bể chứa 1 lớp nước cao 2m và một lớp dầu cao 2m (
) , áp suất dư của khơng khí trong bình là

. Xác định áp lực của nước tác dụng nên của van

Giải

F = 15.05 (KN)


2.37. Bồn chứa đầy dầu được dậy bằng van hình trụ bán kính R=2m, dài 5m.Xác định lực do nước tác dụng lên van

Giải:

Từ đó ta xét trường hợp cụ thể:
(*

? (Tác dụng lên mặt cong EB)

(Tác dụng lên mặt cong BCE)
Ta chia mặt cong EB thành 2 mặt cong là EC và CB thì
Xét
Với


Xét

Với

Vậy

và


2-47. Ba ống nghiệm thẳng đứng đường kính bằng nhau, thơng với nhau như hình vẽ . Khi ở trạng thái tĩnh thì mực nước có chiều cao = 60 cm .
ống quay đều quanh trục AB với vận tốc 150 v/p . Bỏ qua độ nghiêng của nước trong ống . tính áp suất tại A,B,C và D trong 3 trường hợp :

a. Để hở cả A,C,E
b. Nút kín ống giữa tại A
c. Tháo nút ở A và nút kín ở C


a. Để hở cả A, C, E:
Đối với trường hợp này khi quay ống với vận tốc thì nước ở trong ống A bị tụt xuống một đoạn h còn ở 2 đoạn ống E, C thì dâng lên 1
đoạn h/2

z=

phương trình mặt thống:

ω 2 ( x2 + y2 )
2g

h ω .r 3h
z = h+ =
=
2 2g
2
2

Tại C’:

2

1 ω 2 .r 2
⇒h= .
với
3 g
1 15, 7 2.0, 22
⇒h= .
= 0,335
3
9,81

+) Tại A:

(m)

PA (vì ốngaxem 0 có đường kính nhỏ)

= P = như

P
a
PB = PBdu = γ .hB = γ ( z0 − h ) = 103.9,81.(0,6 − 0,335) = 2599,65( N

+) Tại B: vì trên mặt thống là
Nên

Vậy:

PB = 2,59( KPa )

m

2

)


+) Tại C:
Vậy
+) Tại D:

PC = PCdu = γ .hC = 103.9,81.

PC = 1, 6( KPa )

0,335
= 1643( N 2 )

m
2

h

0,335
du
PD = PD = γ .hD = γ  z0 + ÷ = 103.9,81.(0,6 +
) = 7529( N 2 )
m
2
2


b. Nút kín ở ống giữa A :
Đối với TH này nút kín tại A sẽ hút nước khi ống quay làm chất lỏng không chuyển động nên áp suất tại A giảm

( PA = PCK < 0 )

Phương trình đẳng áp:

+) Tại C:

z=

ω 2 ( x2 + y2 )

=

+) Tại A:

3
= - 10 .9,81.0,5 = - 4905 (N/m2 )

Vậy

= - 4,905 ( Kpa)

2g


= -4905 + 9,81.103.0,6 = 0.981 ( Kpa)

+ Tại B : PB = PA + .zo
Vậy

= 0,981 ( Kpa)

+Tại C
+ Tại D:

zo = 9,81.103. 0,6 = 5886 (N/m2)

c.Tháo nút ở A và nút kín ở C:

Đối với TH này áp suất ở C tăng. Cột nước ở ống A bị tụt xuống một đoạn h còn ở ống E nước dâng
lên một đoạn h.

z=

Phương trình đẳng áp

⇒

Tại E : 2

+ Tại A

+ Tại B:

=

= 9,81. 103(0,6-0,25)
= 3,43 (Kpa)

ω 2 ( x2 + y 2 )
2g


h = 9,81.103.0,25= 2,4525 (Kpa)

+Tại C:

Vậy

= 2,4525 ( Kpa)

+Tại D:

=

PD .zo = 2452,5 + 9,81.103.0,6= 8,33 (Kpa)
+


3-10. Xác định diều kiện cho các giá trị

để cho vectơ sau đây là vectơ vận tốc của lưu chất khơng nén được .

→

u

+

Giải:

→
Xét

u

+

Phương trình vi phân liên tục

r
∂p
+ diν (u ) = 0
∂x

Hay

Mà

vì chất lưu khơng nén được nên

δ .u x δ .u y δ .u z
+ là diều kiện = 0lưu chất không nén được
+
để
δx
δy
δz

δ .u y
δ .u x
δ .u
= a1 ,
= b1 , z = c1
δx
δy
δz
Điều kiện là:

a1 + b1 + c1 = 0

p = const


4.21. Ống Pitot kẹp có dạng như hình vẽ dùng để do vận tốc của dầu (0,85) trong ống . Độ chênh mực thủy ngân (13,6) trong ống đo áp là h =

6mm . Xác định vận tốc tại A.

Giải:
Xét khối chất lỏng nằm giữa 2 mc (1-1) và (2-2)

(bỏ qua sự mất năng)
Với z =0 , V = V và V = 0
1
1
A
2


Ta có:

Mà

= 1,33 m/s


3-11. vận tốc của một chuyển động không ổn định của lưu chất không nén được như sau:
→

u
Xác định thành phần vận tốc

Giải:

→
Ta có

u

δ .u x
= 2x
δx

δ .u z
=0
δz

δ .u y
δy

δ .ux δ .u y δ .uz
để
+ là diều kiện = 0lưu chất không nén được
+
δx δy δz

δ .u y
⇒ 2x +
=0
δy
Lấy tích phân 2 vế

⇒ 2 x∂y + ∂u y = 0

⇒ 2 xy + u y = f ( x, y, z, t )

Vì chuyển động khơng ổn định nên các thông số đặc trưng phụ thuộc vào thời gian

u y = −2 xy + f ( x, y, z, t )


Bài 4.31 Bơm ly tâm hút nức từ giếng lên . Lưu lượng Q = 25 lít/s . Đường kính ống hút d = 150 mm . Tổn thất trong đường ống hút hf hút = 4 V2/2g
( V là vận tốc trong ống hút ). Xác định độ cao đặt bơm cho phép nếu áp suất chân không trong đường ống hút không vượt quá 7m nước.

Giải

Xét khối chất lỏng giữa 2 mặt cắt (1-1) và ( 2-2)

z = 0 , p = p , p = p – p => p = p - p
1
1 a
ck
a
2
2 a ck



4.41 Nước chảy qua 1 đập tràn như hình vẽ . Chiều cao đập so với đáy kênh thượng lưu là L1=6m.so với đáy kênh hạ lưu là L2=7m . Cột nước trên
đỉnh đập là H= 2,3 m . Độ sâu co hẹp là hc=0,7m . Lưu lượng nước qua 1m chiều dài đập là 8 m3/s.m.

a) tính sự mất năng qua đập b) tính lực nằm ngang tác dụng lên 1m chiều dài đập

Giải
Phương trình Bernuolli cho khối chất lỏng
giửa hai mặt cắt 1-1 và 2-2

Ta có

Lưu lượng qua 1m chiều dài đập là Q= 8 m3/m.s
Vậy lượng qua L m chiều dài đập là Q= 8L m3/s
Nên ta có:

=

=

= 0,96 (m3/s)

=

h

f1-2

= 5,15 – 0,35 +

Vậy hf1-2 = 1,99 (m)

=

=11,43 (m3/s)

+

= 1,99 (m)


(*) tính lực tác dụng lên đập:
Lực tác dụng lên đập cũng là lực do đập tác dụng lên khối chất lỏng nhưng ngược chiều
Xét lực tác dụng lên khối chất lỏng
+ trọng lực : trong trường hợp này ta bỏ qua trọng lực
+ lực tác dụng tại 2 mặt cắt:

F1= A1P1 , F2= A2P2

Trong đó F1 = (H + L1) .1. P1 = ( 2,3 + 6).1.40711,5 = 337905 (N)
F2 = hc.1. P2= 0,7.1.3433,5 = 2403,45 (N)

ur ur ur ur u
u u u u r
ρ Q(V2 − V1 ) = F1 + F2 + F (*)
Phương trình động lượng
+ lực do đập tác dụng lên là F

Chiếu (*) lên phương dòng chảy

ρ Q(V2 − V1 ) = F1 − F − F2
⇒ F = − ρ Q(V2 − V1 ) + F1 − F2 = 337905 − 24003, 45 − 8.103.(11, 43 − 0,96) = 251,74( KN )
Vậy

F = 251, 74( KN )


Bài 8.18 : Tính lưu lượng của xiphơng có đường kính D=100mm và độ nhám =0,05 mm . Biết hệ số tổn thất cục bộ tại miệng vào là 1,0 ; của

chỗ uốn là 2,2 và của vòi là 0,1 .Tính áp suất tại A