BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN CƠ LƯU CHẤT

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA: CƠ KHÍ

BÁO CÁO TIỂU LUẬN
MÔN CƠ LƯU CHẤT
GVHD: Th.S. Nguyễn Sỹ Dũng
Nhóm 4
Lớp: ĐHCK3B


NỘI DUNG TRÌNH BÀY















Bài 1.9
Bài 1.12
Bài 2.15
Bài 2.25

Bài 2.35
Bài 2.45
Bài 3.9
Bài 3.12
Bài 4.19
Bài 4.29
Bài 4.39
Bài 4.49
Bài 8.16
Bài 8.26


BÀI 1.9

 Bài 1.12: Một piston đường kính 50mm chuyển động
đều trong xilanh đường kính 50.1mm. Xác định độ
giảm của lực tác dụng lên piston (tính theo %) khi lớp
dầu bôi trơn được đun nóng lên từ 20oC đến 120oC.
Bài giải:

 Ta có công thức tính lực ma sát nhớt:
Gọi lực ma sát ở
lực ma sát ở
là

là

20 c
120 c

F  S

F1
F2

du
dy


BÀI 1.9

Công thức tính độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ:

  0 e

  ( t  t0 )

Độ giảm lực tác dụng lên piston:
du �
�

S
� 2 dy �
� F2 �
�
h�
1 �
100%  �
1
100%

�  S du �
� F1 �
� 1 dy �
�
�
�
  ( t 2  t0 )

e
S
0
�
�
1
�  e   ( t1 t0 ) S
0
�
�

du
dy
du
dy

�
�
�
100%
�
�

�

� e  (t2 t0 ) �
 �1    (t1 t0 ) �
100%  1  e  (t2 t1 ) 100%
� e
�






BÀI 1.9

Đối với dầu loại SAE 10 ta chọn   0, 03 , từ đó ta
được:
  ( t2 t1 )
0,03(120  20)
1

e
100%

1

e

 .100%  95%




Vậy yêu cầu của bài toán là 95%.


BÀI 1.12

Bài 1.12: Hai đĩa tròn đường kính d, bề mặt song
song và cách nhau một khoảng t. Ở giữa là chất
lỏng có khối lượng riêng  , độ nhớt  . Khi một
đĩa cố định và đĩa kia quay n vòng/phút, tìm
d
n
ngẫu lực và công suất ma sát.
V=  r
Bài giải:
Diện tích tiếp xúc giữa
đĩa với
2
d
r
mặt chất lỏng: S  4
dr
Vận tốc chuyển động tại
n
r
vành đĩa: v  
30

BÀI 1.12

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ. Xét một lớp chất
lỏng hình vành khuyên có độ dày dr có tọa độ y
tính từ đĩa cố định bên dưới, lực tác dụng lên vi
phân này: dF   dA   du 2 rdr
ms
dy
Đây là chuyển động tương đối giữa hai tấm phẳng
nên ta có thể chấp nhận được quy luật tuyến
tính của vận tốc theo phương y.

du
2 2
dFms  
2 rdr 
r dr
dy
t


BÀI 1.12

� dM ms

r
2 3
 dFms r  
2 rdr.r 
r dr

t
t

2 3
 2 2 n
�M  �
r dr 
t
30t
0
d /2

d /2

3
r
�dr
0

2
4
d
/
2
 n r
 nd


15t 4 0
960t

2

4

Công suất ma sát :

 2 nd 4
n  3n 2 d 4
N  M 
2

960t
60 28800t


BÀI 2.15

2.15 Xác định trọng lượng riêng của lưu chất X
nếu biết độ chênh áp suất PA  PB  1KPa
Bài giải:
Lưu chất X

A
1  1

100cm

B
 2  1.5

C

90cm

D

75cm

95cm


BÀI 2.15

Ta có

PC  PA   hA  hC  �1 �1000 �g � PC  PA  0,1�1 �1000 �g (1)
PD  PC   hC  hD  � x �1000 �g � PD  PC  0,15 � x �1000 �g (2)
PD  PB   hB  hD  � 2 �1000 �g � PD  PB  0, 2 � 2 �1000 �g (3)

PC  0,15 �
x �
1000 �g  PB  0, 2 �
2 �
1000 �g
� PC  PB  0, 2 � 2 �
1000 �g  0,15 � x �
1000 �g (4)

Từ (2) và (3) ta có

BÀI 2.15

PA  0,1�1 �1000 �g  PB  0,2 � 2 �1000 �g  0,15 � x �1000 �g
� PA  PB  0,2 � 2 �1000 �g  0,15 � x �1000 �g  0,1�1 �1000 �g
� 1000  0,2 �1,5 �1000 �9,81  0,15 � x �1000 �9,81  0,1��
1 1000 �9,81
� 962  1471,5 � x �  x  0,6537
�  x  0,6537 �g �1000  0, 6537 �9,81�1000 �6413 N m3


BÀI 2.25

0.6 m

 Bài 2.25.Van chắn dầu(  =0,86) hình tam giác
cân ABC. Xác định trị số và điểm đặt của áp lực
O
tác dụng lên van.
X
Bài giải:
Chọn hệ trục tạo độ như
Y
1m
A
hình vẽ
D là trọng tâm của tấm chắn
M

1

� HD  MH
3
2

�AB �
MH  MA2  � �
�2 �

  0,86

B


BÀI 2.25

Ta có:
P

 hD  OH  HD 

 h . .
D

�  0,6  0,11 0,86.9,81.103.0,166
�994 (N)
A

Gọi E là điểm đặt lực
J

1m

H
D

E

=y + D
E
D y +ω
D
M
bh3
1
=h +
.
D 36 h +ω
D
1.0,113
1
=  0,6+0,11 +
.
36  0,6+0,11 .0,166
= 0,7186 (m)
y

B


BÀI 2.35

2.35 Van hình nón có
chiều cao bằng h=50cm
làm bằng thép dùng để
đậy lỗ tròn ở đáy bể chứa
nước. Các kích thước
cho trên hình vẽ. Xác định
lực R cần thiết để mở van.
  7,8
Bài giải:

5h
0, 4h

h3
h


BÀI 2.35

Chọn trục tọa độ như hình vẽ
Ta có bán kính mặt CD
0, 4
R
h
3
Thể tích hình nón ABE
h
1
2

3
VABE  � �(0, 2h)  � �h
3
75
Thể tích hình nón cụt giới
hạn bởi mặt AB và CD

O

K

L

x
�

z

W1

A

W2

I

P

_

J
_B

GS
C

D
E
R


BÀI 2.35
2

1
1 �0, 4 �
2h
2
Vnc  �(0, 4h) � �h  �� �h �� �
12
3 �3
3
�
2

1
1 �0, 4
2 �0,5
�
2

 �(0, 4 �0,5) � �0,5  �� �0,5 �� �
 3,6846 �10 3 ( m3 )
12
3 �3
3
�

Thể tích hình trụ CDIJ
2

VCDIJ

2

�0, 4 � h
�0, 4
� 0,5
 � �h �� �  � �0,5 �� �  2,3271�103 (m3 )
�3
� 3
�3
� 3

Ta có áp lực của nước tác dụng lên van là

ur uu
r uu
r
P  Px  Pz

BÀI 2.35

uu
r r
Px  0

Do vật thể đối xứng

Pz   �W1   �W2
2

2

14
�0, 4 �
�0, 4
�
W1  lIK �� h ��  �0,5 �� �0,5 ��  0, 03258( m3 )
3
�3 �
�3
�
W2  Vnc  VCDIJ  3, 6846 �103  2,3171�103  1,3575 �10 3 ( m3 )

P  Pz  1000 ��
1 (0, 03258  1,3575 �10 3 )  31, 2225 ( Kgf )

Trọng lượng khối sắt là
1

1
3
GS 
� �h � s 
�0,53 � �7,8 �1000 �40,84 ( Kgf )
75
75


BÀI 2.35

Vậy độ lớn của lực R là

R  P  GS  31, 2225  40,84 �72 ( Kgf )


BÀI 2.45

Bài 2.45: Một bồn chứa hình lăng trụ, đường kính
0.6m, cao 0.3, để hở ,trên miệng bồn có mép
hình vành khăn có a =50mm, nằm ngang. Bồn
chứa cao 0.2m và quay quanh trục thẳng đứng
1) Tình vận tốc quay của bồn chứa để nước
không bị bắn ra ngoài.
2) Tính áp lực nước tác dụng lên mép hình vành
khăn.
Bài Làm:


BÀI 2.45



0,3m

a = 50mm

0, 2m

a) Bài toán yêu cầu tìm để bình không
bị bắn nước ra ngoài,
z
ta đổ thêm vào bình
0,6m
2
�0, 6 �
O
 . � � 0,3  0, 2  m 3
�2 �
(nước để cho bình đầy)
và tìm khi bình bắn ra
2
�0, 6 �
 . � � 0,3  0, 2  m 3
�2 �
nước.


BÀI 2.45

Khi bình đầy nước và quay với vận tốc ta viết
2r2
ω
phương trình mặt đẳng áp qua A : z =
+C
2g
z

0
z
Tại A :
A

ω2 .0,252
�C = 2g
Vậy phương trình mặt thoáng:
 2 r 2  2 .0, 252  2 r 2
z


 3,1855.103. 2
2g
2g
2g

a = 50mm

O



0,3m

A

0, 2m

�0,6
�
r = � - 0,05 �= 0,25
A �2
�

0,6m


BÀI 2.45
3
2
z

3,1855.10
.

2
r  2 g.
2

Khi r = 0 thì z  3,1855.103. 2



-3.ω2 > - 0,3 �  < 9,7 rad
3,1855.10
) Giả sử
s
0
2 .dz
V


.
r
�
ban ra
3,1885.103. 2
2. .g

.
2


0

�

3,1885.103. 2

 z  3,1855.10

. 2  .dz

3




BÀI 2.45

�0
2. .g �z 2
3
2

. �  3,1855.10 . .z �
2
3 2
 �2
�3,1855.10 .

2. .g  3,1855.10

.

2

2

�  3,1855.10



�   9,5 rad

) Khi



3 2

s

.

3



2 2

2

�0, 6 �
  . � � 0,3  0, 2 
�2 �

. 2 .g  0,32.0,1



- 3,1855.10-3.ω2 �۳- 0,3





9,7 rad s




BÀI 2.45

0
V
 � .r 2 .dz
ban ra
0,3
2. .g 0

. � z  3,1855.103. 2 .dz
 2 0,3





�0
2. .g �z
3

2

. �  3,1855.10 . .z �
2
0,3
 �2
�
2

2
0,3
� 4,96466.104. 2 
2
�   9,5 rad
s





2

�0, 6 �
  . � � 0,3  0, 2 
�2 �


BÀI 2.45



Trường hợp này loại vì   9,7 rad

s



1
b) Ta có:
p  . . 2 .r 2   .g.z  C
2
p  pa  0 ; z  0 ; r  0,25 � C  2766,2
Tại A :
A
A
A
Vậy

1
2
2
p  . . .r   .g.z  2766,72
2

Ta tìm lực F do nước tác dụng vào vành khăn nên
z = 0.