Slide thủy lực môi trường

1/22/16

THUỶ
 LỰC
 MÔI
 TRƯỜNG
 

CÁC
 HIỆN
 TƯỢNG
 THUỶ
 ĐỘNG
 LỰC
 
01.2016

NỘI
 DUNG
 
1
 

Lưu
 chất
 

2
 

Tĩnh lực học chất lỏng

3
 

Động
 lực
 học
 chất
 lỏng
 

4
 

Bài
 tập
 

1


1/22/16

LƯU
 
 CHẤT
 

Lưu
 chất

 là
 gì?
 

Khái
 niệm
 lưu
 chất
 
!   Có
 hình
 dạng
 không
 phụ
 thuộc
 vật
 chứa
 
!   Lực
 liên
 kết
 giữa
 các
 phân
 tử
 nhỏ
 

LƯU
 

CHẤT
 

!   Môi
 trường
 liên
 tục
 
!   Không
 chịu
 tác
 dụng
 của
 lực
 cắt,
 kéo
 
!   Lưu
 chất
 chảy
 (không
 giữ
 được
 trạng
 thái
 ban
 đầu)
 
!   Dưới
 tác

 dụng
 của
 lực
 kéo
 

2


1/22/16

Khái
 niệm
 lưu
 chất
 
!   Trong
  cơ
  học
  chất
  lỏng,
  chất
  khí
  và
  hệ
  các
  chất
  điểm
 
được

 xem
 là
 lưu
 chất.
 
 
!   Các
 tính
 chất
 của
 lưu
 chất
 Newton:
 
!   Tính
 chảy
 (khi
 có
 chênh
 lệch
 áp
 suất).
 Đại
 lượng
 
đặc
 trưng
 về
 sức
 cản

 khi
 chảy
 là
 độ
 nhớt.
 
 
!   Tính
 nén
 ép:
 đối
 với
 chất
 lỏng
 hệ
 số
 nén
 ép
 rất
 bé,
 
đối
 với
 chất
 khí
 hệ
 số
 nén
 ép
 lớn

 hơn
 nhiều
 
!   Độ
 bền
 đứt
 của
 lưu
 chất:
 xem
 như
 bằng
 không
 
!   Tính
 mao
 dẫn
 

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng
 cho
 lưu
 chất
 
Trọng
 lượng

 
2

Thay
 đổi
 thể
 tích
 
3

Khối
 lượng
 

Lưu
 chất
 

1

4
Tính
 nhớt
 

5

Sức
 căng
 mặt

 ngoài
 

3


1/22/16

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng
 cho
 lưu
 chất

ρ,
 kg/m3
 

Nước
 

Không
 khí
 

Thuỷ
 ngân

 

1000
 

1,228
 

13,6.103
 

12,07
 

133.103
 

Trọng
 lượng
  9,81.103
 
riêng,
 N/m3
 

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng

 cho
 lưu
 chất
Thay
 đổi
 thể
 tích
 
•  Hệ
 số
 nén
 β
 
•  Suất
 đàn
 hồi
 K
 (N/m2);
 
•  Đối
 với
 chất
 khí,
 xem
 như
 là
 khí
 lý
 tưởng
 

Trong
 trường
 hợp
 khí
 nén
 đẳng
 nhiệt
 

•  Đối
 với
 chất
 lỏng
 

4


1/22/16

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng
 cho
 lưu
 chất

Ví

 dụ
 1
 
Nồi áp lực gồm phần trụ tròn có đường kính d = 1000mm, dài l = 2m; đáy
và nắp có dạng bán cầu. Nồi chứa đầy nước với áp suất p0. Xác đònh thể
tích nước cần nén thêm vào nồi để tăng áp suất trong nồi từ p0 = 0 đến p1 =
1000 at. Biết hệ số nén của nước là βp = 4,112.10-5 cm2/kgf = 4,19.10-10 m2/N.
Xem như bình không giản nở khi nén.

Ví dụ

Dầu mỏ được nén trong xi lanh bằng thép
thành dày tiết diện đều như hình vẽ. Xem như
thép không đàn hồi. Cột dầu trước khi nén là
h = 1,5 m và mực thuỷ ngân nằm ở vò trí A-A.
Sau khi nén, áp suất tăng từ 0 at lên 50 at, thì
mực thuỷ ngân dòch chuyển lên một khoảng
Δh = 4 mm.
Tính suất đàn hồi của dầu mỏ

5


1/22/16

Độ
 nhớt
 
!   Khi
 chất

 lỏng
 thực
 chuyển
 động
 sẽ
 xảy
 ra
 quá
 trình
 trượt
 giữa
 các
 
lớp
 chất
 lỏng
 vì
 có
 lực
 ma
 sát
 nội.
 
 
!   Lực
 ma
 sát
 này
 gây
 ra

 sức
 cản
 của
 chất
 lỏng
 đối
 với
 chuyển
 động
 
tương
  đối
  của
  các
  phần
  tử
  chất
  lỏng.
  Tính
  chất
  này
  của
  chất
  lỏng
 
được
 gọi
 là
 độ
 nhớt.

 

Độ
 nhớt
 
Theo
 định
 nghĩa
 của
 Newton
 về
 lực
 ma
 sát
 bên
 trong
 của
 chất
 lỏng
 
theo
 chiều
 dọc
 thì:
 
!  
 
 Tỷ
 lệ
 thuận

 với
 gradien
 vận
 tốc
 d/dn
 
!  
 
 Tỷ
 lệ
 thuận
 với
 bề
 mặt
 tiếp
 xúc
 giữa
 hai
 lớp
 
!  
 
 Không
 phụ
 thuộc
 vào
 áp
 suất
 mà
 chỉ

 phụ
 thuộc
 vào
 tính
 chất
 vật
 lí
 
của
 chất
 lỏng
 do
 đó
 phụ
 thuộc
 vào
 nhiệt
 độ.
 
Trong
 đó:
 

Fms = µA

dω
dn

Fms
 –

 lực
 ma
 sát
 bên
 trong
 chất
 lỏng,
 N
 
A
 –
 diện
 tích
 mặt
 tiếp
 xúc
 giữa
 các
 lớp
 chất
 lỏng,
 m2
 
d/dn
 –
 gradien
 vận
 tốc
 
µ

 -­‐
 hệ
 số
 tỉ
 lệ,
 phụ
 thuộc
 vào
 tính
 chất
 của
 chất
 lỏng,
 
gọi
 là
 độ
 nhớt
 động
 lực
 
 

6


1/22/16

Độ
 nhớt

 
!   Độ
 nhớt
 động
 lực
 được
 tính
 bằng
 lực
 có
 giá
 trị
 là
 1
 N
 làm
 chuyển
 
động
 hai
 lớp
 chất
 lỏng
 có
 diện
 tích
 tiếp
 xúc
 là
 1

 m2
 cách
 nhau
 1
 m
 
với
 vận
 tốc
 1
 m/s
 
 

µ=

Fms dv
A dn

!   Ngoài
  ra
  đơn
  vị
  của
  độ
  nhớt
  động
  lực
  còn
  được

  tính
  theo:
  kg/ms,
 
P
 (poa),
 cP
 (centipoa).
 Chúng
 có
 mối
 quan
 hệ
 như
 sau:
 
1
 Ns/m2
 =
 1
 kg/ms
 =
 10
 P
 =
 1000
 cP
 
!   Nếu
 lập

 tỷ
 số
 giữa
 độ
 nhớt
 động
 lực
 học
 và
 khối
 lượng
 riêng
 của
 
chất
 lỏng
 ta
 được
 giá
 trị
 gọi
 làđộ
 nhớt
 động
 học,
 kí
 hiệu
 
 


 =
 µ/,
 m2/s
 
 
1
 St
 (stoke)
 =
 1
 cm2/s.
 

Ảnh
 hưởng
 của
 nhiệt
 độ
 và
 áp
 suất
 đến
 độ
 nhớt
 
!   Vì
  độ
  nhớt
  phụ
  thuộc

  vào
  lực
  ma
  sát
  giữa
  các
  phân
  tử
  của
  chất
  lỏng
  khi
 
chuyển
 động
 nên
 phụ
 thuộc
 vào
 cấu
 tạo
 và
 sự
 phân
 bố
 giữa
 các
 phân
 tử.
 

Do
 đó
 sự
 thay
 đổi
 nhiệt
 độ
 và
 áp
 suất
 có
 ảnh
 hưởng
 trực
 tiếp
 đến
 độ
 nhớt
 

7


1/22/16

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng

 cho
 lưu
 chất
 
Tính
 nhớt:
 
 
•  Hệ
 số
 động
 học
 μ
 (Pa.s
 =
 10
 poise)
 
•  Hệ
 số
 động
 lực
 học
 ν
 (m2/s;
 stoke
 =
 1
 cm2/s)
 

Các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng
 cho
 lưu
 chất
 

8


1/22/16

Lực
 tác
 dụng
 
Lực
 tác
 dụng
 

Lực
 thể
 tích
 

Trở
 lưc
 cục
 bộ:
 

!  
  Còn
 gọi
 là
 lực
 khối
 lượng)
 là
 

!  
 
  Lực
  mặt
  là
  lực
  tác
  dụng
  lên
 

lực
  tác
  dụng

  lên
  tất
  cả
  các
  phần
 

mặt
  giới
  hạn
  khối
  chất
  lỏng
 

tử
  trong
  khối
  chất
  lỏng
  đang
 

đang
  xét
  hoặc
  lên
  mặt
  đất
 

 

xét.
 

trong
 khối
 chất
 lỏng
 

!  
 
 Trong
 điều
 kiện
 phân
 bố
 đều
 

!  Trong
  điều
  kiện
  phân
  phối
 

của
  lực

  thể
  tích,
  thì
  lực
  này
  tỉ
  lệ
 

đều
 các
 lực
 mặt
 thì
 lực
 này
 tỉ
 

với
 thể
 tích
 của
 vật
 thể
 lỏng
 
 
 

lệ
 với
 diện
 tích
 
 
 

Lực
 tác
 dụng
 

9


1/22/16

Sức
 căng
 bề
 mặt
 và
 hiện
 tượng
 mao
 dẫn
 

Áp

 suất
 hơi
 và
 áp
 suất
 hơi
 bảo
 hồ
 
Là áp suất hơi trên bề mặt chất lỏng kín. Khi tốc độ bốc hơi của các
phân tử lưu chất bằng tốc độ ngưng tụ thì trên bề mặt lưu chất đạt
tới áp suất hơi bão hoà

10


1/22/16

Các
 loại
 áp
 suất
 
!

Áp
 suất
 tuyệt
 đối:
 

!

Áp suất dư : pdư = ptđ- pa

!

Nếu tại một điểm có pdư < 0 thì tại đó có áp suất chân không pck
Pck = -pdư = pa – ptđ

!   p trong phương trình thuỷ tónh là áp suất tuyệt đối ptđ hoặc áp suất
dư

Ứng
 dụng
 
!   Các
 áp
 kế
 

11


1/22/16

TĨNH
 LỰC
 HỌC
 CHẤT

 LỎNG
 

Chapter 1

Tĩnh
 học
 chất
 lỏng
 

  Khi
  nghiên
  cứu
  tĩnh
  lực
  học
  của
  chất
  lỏng,
  người
  ta
  coi
  chất
  lỏng
  ở
  trạng
  thái
 
yên

 tĩnh
 tương
 đối
 nghĩa
 là
 khối
 chất
 lỏng
 trong
 một
 không
 gian
 có
 giới
 hạn
 
cùng
  chuyển
  động
  với
  bình
  chứa
  nó,
  còn
  các
  phần
  tử
  trong
  khối
  thì

  không
  có
 
chuyển
 động
 tương
 đối
 với
 nhau.
 
 
Tỉnh
 học
 chất
 lỏng
 

1
 

2
 

Áp
 suất
 thủy
 tỉnh
 

PT

 cơ
 bản
 

3
 
Ứng
 dụng
 PT
 cơ
 bản
 

12


1/22/16

Áp
 suất
 thủy
 tỉnh
 
!   Khối
  chất
  lỏng
  ở
  trạng
  thái
 

tĩnh
  chịu
  hai
  lực
  tác
  dụng:
  lực
 
khối
 lượng
 và
 lực
 bề
 mặt
 
 
!   Xét
  một
  nguyên
  tố
  F
  trong
 
chất
 lỏng,
 thì
 bề
 mặt
 nguyên
 tố

 
đó
  sẽ
  chịu
  một
  áp
  lực
  của
  cột
 
chất
  lỏng
  chứa
  nó
  là
  P
  theo
 
phương
 pháp
 tuyến.
 Khi
 đó
 áp
 
suất
 thủy
 tĩnh
 sẽ
 là:

 
 

Pt = lim

ΔF →0

ΔP
ΔF

Đơn
 vị
 Áp
 suất
 thủy
 tỉnh
 
!   Áp
  lực
  có
  đơn
  vị
  là:
  N/m2;
  Pa;
  kG/cm2;
 
átmôtphe
 (atm).
 

!   1
 at
 =
 9,81.104
 N/m2
 =
 1kG/cm2.
 
!   1atm
 =
 
 760
 mmHg
 =
 101,3
 kPa
 
!   1Pa
 =
 1
 N/m2
 
 
!   Trong
  thủy
  lực
  áp
  suất
  còn
  thường

  được
  đo
 
bằng
 chiều
 cao
 cột
 nước
 
 
!   1at
 =
 10mH2O
 

13


1/22/16

Đặc
 điểm
 áp
 suất
 thủy
 tỉnh
 
Tại
 một
 điểm

 bất
 kì
 trong
 chất
 lỏng
 có
 giá
 
trị
 bằng
 nhau
 theo
 mọi
 phương
 ngang.
 
Là
 hàm
 số
 của
 tọa
 độ
 P
 =
 
(x,
 y,
 z)
 nên
 tại

 những
 
điểm
 khác
 nhau
 trong
 

Tác
 dụng
 theo
 

chất
 lỏng
 thì
 có
 giá
 trị
 

phương
 pháp
 tuyến
 

khác
 nhau
 

và
 hướng
 vào
 trong
 
chất
 lỏng
 

Phụ
 thuộc
 vào
 những
 tính
 
chất
 vật
 lý
 của
 chất
 lỏng
 

Mặt
 đẳng
 áp
 
!   Mặt
  đẳng
  áp

  là
  mặt
  có
  áp
  suất
  thủy
  tĩnh
  tại
  mọi
  điểm
 
đều
 bằng
 nhau,
 p
 =
 hằng
 số.
 
!   Mặt
 đẳng
 áp
 có
 hai
 chính
 chất:
 
Tính
 chất
 

Tính
 chất
 1:
 
 

Tính
 chất
 2:
 
 

Hai
 mặt
 đẳng
 áp
 

Lực
 thể
 tích
 td
 

khác
 nhau
 

lên

 mặt
 đẳng
 áp
 

không
 thể
 cắt
 

thẳng
 góc
 với
 

nhau
 
 

mặt
 đẳng
 áp
 
 

14


1/22/16

PT
 cơ
 bản
 của
 tĩnh
 lực
 học
 chất
 lỏng
 
z+

P
= const
ρg

!   Được
 dùng
 để
 xác
 định
 áp
 suất
 thủy
 tĩnh
 trong
 khối
 chất
 lỏng
 

tại
 những
 điểm
 khác
 nhau
 và
 chỉ
 rõ
 trong
 khối
 chất
 lỏng
 đồng
 
nhất
 ở
 trạng
 thái
 tĩnh
 thì
 mọi
 điểm
 cùng
 nằm
 trên
 mặt
 phẳng
 
nằm
 ngang

 đều
 có
 cùng
 một
 áp
 suất
 thủy
 tĩnh
 
!   z
  đặc
  trưng
  chiều
  cao
  hình
  học
  tại
  điểm
  đang
  xét
  so
  với
  mặt
 
chuẩn
 và
 có
 đơn
 vị
 là

 m.
 
 
!   P/g
  đặc
  trưng
  chiều
  cao
  áp
  suất
  thủy
  tĩnh
  tại
  điểm
  đang
  xét
 
hay
 chiều
 cao
 pezomét:
 Chiều
 cao
 pezomét
 là
 chiều
 cao
 của
 cột
 

chất
 lỏng
 có
 khả
 năng
 tạo
 ra
 một
 áp
 suất
 bằng
 với
 áp
 suất
 tại
 
điểm
 đang
 xét.
 
 

PT
 cơ
 bản
 của
 tĩnh
 lực
 học
 chất

 lỏng
 

!   Tổng
  chiều
  cao
  hình
  học
 
và
  chiều
  cao
  pezomét
  h
 
ứng
  với
  áp
  suất
  tuyệt
  đối
 
ở
  mọi
  điểm
  bất
  kì
  trong
 
chất

 lỏng
 là
 một
 hằng
 số.
 

Do
 đó,
 tất
 cả
 các
 ống
 pezomét
 hở
 đầu
 (áp
 suất
 khí
 quyển)
 đều
 có
 
cùng
 chung
 mức
 chất
 lỏng.
 
 

 

15


1/22/16

PT
 cơ
 bản
 của
 tĩnh
 lực
 học
 chất
 lỏng
 

PA g
PB g
ZA + PA g

Z B + PB g

A

ZA

B

ZB
Maët chuaån Z = 0

ZA
 +PA/g
 =
 ZB
 +PB/g
 
!   Khi
 đi
 từ
 A
 đến
 B
 thì
 ZA
 tăng,
 ZB
 giảm
 nhưng
 PA/g
 giảm
 và
 
PB/g
 tăng
 nên
 tổng
 của

 hai
 đại
 lượng
 này
 là
 không
 thay
 đổi.
 
 

BÀI
 TẬP
 VÍ
 DỤ
 

P2
P1

16


1/22/16

Ứng
 dụng
 của
 PT
 cơ

 bản
 tĩnh
 lực
 học
 chất
 lỏng
 

3
 
2
 
1
 

Định
 lực
 pascal
 

Áp
 lực
 của
 chất
 
Sự
 cân
 bằng
 của
 

lỏng
 lên
 đáy
 

chất
 lỏng
 trong
 

bình
 và
 thành
 

bình
 thông
 nhau
 

bình
 

Định
 luật
 Pascal
 
!   Trong
 chất

 lỏng
 không
 bị
 nén
 ép
 ở
 trạng
 thái
 tĩnh
 nếu
 ta
 tăng
 áp
 suất
 P0
 tại
 
z0
 lên
 một
 giá
 trị
 nào
 đó,
 thì
 áp
 suất
 P
 ở
 mọi

 vị
 trí
 khác
 nhau
 trong
 chất
 lỏng
 
cũng
 tăng
 lên
 một
 giá
 trị
 như
 vậy
 

Dùng
  bơm
  1
  có
  tiết
  diện
 
xilanh
  f1
  tạo
  1
  lực

  G1,
  chất
 
lỏng
  trong
  bơm
  chịu
  áp
  lực
 
P1
 bằng
 
 

P1 =

G1
f1

17


1/22/16

Định
 luật
 Pascal
 

!   Theo
 định
 luật
 pascal,
 áp
 lực
 P1
 truyền
 qua
 chất
 lỏng
 
sang
 pittông
 3
 của
 máy
 ép
 có
 tiết
 diện
 f2
 và
 tạo
 ra
 ở
 
đó
 một
 lực

 G2
 bằng:
 
G2
 =
 P2
 .f2
 hay
 P2
 =
 G2/f2
 
Như
 vậy,
 P1
 =
 P2
 tức:
 
!   Ta
 thấy
 tỷ
 lệ
 f2/f1
 càng
 lớn
 thì
 lực
 G2
 càng

 lớn.
 Điều
 
này
 có
 nghĩa
 là
 nếu
 tiết
 diện
 f2
 lớn
 hơn
 f1
 bao
 nhiêu
 
lần
 thì
 lực
 G2
 cũng
 lớn
 hơn
 G1
 bấy
 nhiêu
 lần
 

Sự
 cân
 bằng
 của
 chất
 lỏng
 trong
 bình
 thông
 nhau
 

18


1/22/16

Sự
 cân
 bằng
 của
 chất
 lỏng
 trong
 bình
 thông
 nhau
 

z1 − z 2 =

P02 − P01 ΔP
=
ρg
ρg

Áp
 lực
 của
 chất
 lỏng
 lên
 đáy
 bình
 và
 thành
 bình
 
!   Áp
  suất
  trên
  thành
  bình
  thay
  đổi
  theo
  chiều
  sâu
  của
  chất

  lỏng
  chứa
 
trong
 bình
 và
 được
 tính
 theo
 công
 thức:
 
 
PA
 =
 P0
 +
 ghA
 
Do
  đó,
  lực
  tác
  dụng
  lên
  thành
 

P0

và
  đáy
  bình
  không
  phụ
  thuộc
 
vào
  hình
  dáng
  và
  thể
  tích
  của
 
hA

bình
  mà
  chỉ
  phụ
  thuộc
  vào
  độ
 
sâu
  của
  mực
  chất
  lỏng

  trong
 

A

bình
 và
 diện
 tích
 tác
 dụng.
 
G
 =
 P.F
 =
 (P0
 +
 gh)F
 
 

19


1/22/16

Áp
 lực
 thuỷ

 tỉnh
 tác
 dụng
 lên
 thành
 phẳng
 
!   Trị
 số
 áp
 lực:
 
F
 =
 pC.A
 
!   Vị
 trí
 tâm
 áp
 lực
 D:
 

 

 

 
Trong

 đó:
 
!   A:
 diện
 tích
 bề
 mặt
 phẳng
 
!   C:
 trọng
 tâm
 bề
 mặt
 
!   D:
 Tâm
 áp
 lực
 dư
 (điểm
 đặt
 của
 áp
 lực
 dư)
 
!   Ixx’:
 moment
 quán

 tính
 của
 diện
 tích
 A
 đối
 với
 truc
 
đi
 ngang
 qua
 trọng
 tâm.
 

Áp
 lực
 thuỷ
 tỉnh
 tác
 dụng
 lên
 thành
 phẳng
 

20

1/22/16

Áp
 lực
 thuỷ
 tỉnh
 tác
 dụng
 lên
 thành
 phẳng
 

ĐỘNG
 LỰC
 HỌC
 CỦA
 LƯU
 CHẤT
 

NC
 các
 qui
 luật
 về
 chuyển
 động
 của
 chất

 lỏng,
 các
 đại
 lượng
 đặc
 trưng
 cơ
 
bản
 cho
 chuyển
 động
 của
 chất
 lỏng
 như
 vận
 tốc
 của
 dòng
 và
 áp
 suất
 trong
 
dòng.
 
 
Ứng
 dụng

 trong
 sản
 xuất
 thực
 tế.
 
 

21


1/22/16

Các
 khái
 niệm
 

Lưu
  lượng
  và
  vận
  tốc
  chuyển
  động
 

1
 

của
 chất
 lỏng
 
 

2
 

Độ
 nhớt
 

3
 

Các
 yếu
 tố
 ảnh
 hưởng
 lên
 độ
 nhớt
 

Lưu
 lượng
 và
 vận

 tốc
 chuyển
 động
 của
 chất
 lỏng
 
 
!   Lưu
 lượng
 là
 lượng
 lưu
 chất
 chuyển
 động
 qua
 một
 tiết
 
diện
 ngang
 của
 ống
 dẫn
 trong
 một
 đơn
 vị
 thời

 gian.
 
!   Có
 hai
 loại
 lưu
 lượng:
 lưu
 lượng
 thể
 tích
 và
 lưu
 lượng
 
khối
 lượng
 
 
!   Lưu
 lượng
 thể
 tích:
 
Q
 =
 f.,
 m3/s
 (đơn
 vị

 trong
 hệ
 SI)
 
Lưu
  ý:
  công
  thức
  trn
  chỉ
  được
  tính
  khi
  dòng
  lưu
 
chất
 đã
 choán
 đầy
 hết
 ống
 dẫn
 
 
!   Lưu
 lượng
 khối
 lượng:
 

 
Qm
 =
 .Q
 =
 .f.,
 kg/s
 

22


1/22/16

Độ
 nhớt
 
!   Khi
 chất
 lỏng
 thực
 chuyển
 động
 sẽ
 xảy
 ra
 quá
 trình
 trượt
 giữa

 các
 
lớp
 chất
 lỏng
 vì
 có
 lực
 ma
 sát
 nội.
 
 
!   Lực
 ma
 sát
 này
 gây
 ra
 sức
 cản
 của
 chất
 lỏng
 đối
 với
 chuyển
 động
 
tương

  đối
  của
  các
  phần
  tử
  chất
  lỏng.
  Tính
  chất
  này
  của
  chất
  lỏng
 
được
 gọi
 là
 độ
 nhớt.
 

Độ
 nhớt
 
Theo
 định
 nghĩa
 của
 Newton
 về

 lực
 ma
 sát
 bên
 trong
 của
 chất
 lỏng
 
theo
 chiều
 dọc
 thì:
 
!  
 
 Tỷ
 lệ
 thuận
 với
 gradien
 vận
 tốc
 d/dn
 
!  
 
 Tỷ
 lệ
 thuận

 với
 bề
 mặt
 tiếp
 xúc
 giữa
 hai
 lớp
 
!  
 
 Không
 phụ
 thuộc
 vào
 áp
 suất
 mà
 chỉ
 phụ
 thuộc
 vào
 tính
 chất
 vật
 lí
 
của
 chất
 lỏng

 do
 đó
 phụ
 thuộc
 vào
 nhiệt
 độ.
 
Trong
 đó:
 

Fms = µA

dω
dn

Fms
 –
 lực
 ma
 sát
 bên
 trong
 chất
 lỏng,
 N
 
A
 –

 diện
 tích
 mặt
 tiếp
 xúc
 giữa
 các
 lớp
 chất
 lỏng,
 m2
 
d/dn
 –
 gradien
 vận
 tốc
 
µ
 -­‐
 hệ
 số
 tỉ
 lệ,
 phụ
 thuộc
 vào
 tính
 chất
 của

 chất
 lỏng,
 
gọi
 là
 độ
 nhớt
 động
 lực
 
 

23


1/22/16

Độ
 nhớt
 
!   Độ
 nhớt
 động
 lực
 được
 tính
 bằng
 lực
 có
 giá

 trị
 là
 1
 N
 làm
 chuyển
 
động
 hai
 lớp
 chất
 lỏng
 có
 diện
 tích
 tiếp
 xúc
 là
 1
 m2
 cách
 nhau
 1
 m
 
với
 vận
 tốc
 1
 m/s

 
 

µ=

Fms dv
A dn

!   Ngoài
  ra
  đơn
  vị
  của
  độ
  nhớt
  động
  lực
  còn
  được
  tính
  theo:
  kg/ms,
 
P
 (poa),
 cP
 (centipoa).
 Chúng
 có
 mối

 quan
 hệ
 như
 sau:
 
1
 Ns/m2
 =
 1
 kg/ms
 =
 10
 P
 =
 1000
 cP
 
!   Nếu
 lập
 tỷ
 số
 giữa
 độ
 nhớt
 động
 lực
 học
 và
 khối
 lượng

 riêng
 của
 
chất
 lỏng
 ta
 được
 giá
 trị
 gọi
 làđộ
 nhớt
 động
 học,
 kí
 hiệu
 
 

 =
 µ/,
 m2/s
 
 
1
 St
 (stoke)
 =
 1
 cm2/s.

 

Ảnh
 hưởng
 của
 nhiệt
 độ
 và
 áp
 suất
 đến
 độ
 nhớt
 
!   Vì
  độ
  nhớt
  phụ
  thuộc
  vào
  lực
  ma
  sát
  giữa
  các
  phân
  tử
  của
  chất
  lỏng

  khi
 
chuyển
 động
 nên
 phụ
 thuộc
 vào
 cấu
 tạo
 và
 sự
 phân
 bố
 giữa
 các
 phân
 tử.
 
Do
 đó
 sự
 thay
 đổi
 nhiệt
 độ
 và
 áp
 suất
 có

 ảnh
 hưởng
 trực
 tiếp
 đến
 độ
 nhớt
 

24


1/22/16

Chế
 độ
 chuyển
 động
 của
 luu
 chất
 và
 
phương
 trình
 dòng
 liên
 tục
 

Chapter 1

Thí
 nghiệm
 Reynolds
 
Bình chứa
mực màu

Nước vào

Chảy tràn

Nhiệt kế

Van 1

Ống thủy tinh
Van 4

Van 2

Bình góp

Van 3

25