Tĩnh lực học của chất lỏng | Bài giảng môn quá trình thiết bị | Đại học Bách khoa hà nội

Một chất lỏng là chất khi chảy chịu tác dụng của các lực kéo. Nếu các chất lỏng ở trạng thái tĩnh, tức là các lực tác dụng lên chúng đang trong trạng thái cân bằng. Tài liệu trắc nghiệm môn quá trình thiết bị giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

10 5 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Quá trình và thiết bị CNTP 2

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

26 trang 1 tháng trước

Tác giả:

Profile Lê Na
CH#3400
Quá$trình$và$thiết$bị$công$nghệ$hoá$học$I
CHƯƠNG$2:$NHỮNG$KIẾN$THỨC$CƠ$BẢN$VỀ$
THU Ỷ$LỰC $HỌC
!"#$%&'"($)&*%+,-$&."$/&01$
02$3$%+,4$5"$/6/+78349+3'$&
:;&5<$&=0>0:&?*&@A2&/BC&D&0/EC&F/G5
0HIJ$%&KL"&/BC&:MC/&N/O2&@P&$;"
Tĩnh%lực%học%của%chất%lỏng
Hydrostatics
Định%nghĩa%Chất%lỏng
Mộ t chất lỏng là chất khi chảy chịu tác dụng của các lực kéo.
Nếu các chất lỏng ở trạng thái tĩnh, tức là các lực tác dụng lên
chúng đang trong trạng thái cân bằng
Mộ t chất khí là một chất lỏng mà có thể dễ dàng nén ép.
Mộ t chất lỏng giọt rất khó nén ép. Mộ t khối lượng nhất định
của chất lỏng sẽ chiếm chỗ một thể tích nhất định.
Mộ t bề mặt tự do là biên giới giữa chất lỏng và chất khí bên
trên nó.
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Liquid
Fluid
Các chất lỏng và chất khí có khả năng chảy
Chất lỏng và chất khí đều được gọi là chất lỏng/fluid
Có nhiều qui luật mà chất lỏng tuân theo
Cần có một số khái niệm
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Khối%lượng%riêng
Khối lượng riêng của một chất lỏng được định nghĩa là
khối lượng của một đơn vị thể tích chất lỏng đó
Ký hiệu
!
!
=
V
m
3
kgm
-3
Nếu khối lượng riêng của chất lỏng không đổi, chất
lỏng đó được coi là không chịu nén ép
Nếu khối lượng riêng của chất lỏng có thể thay đổi
(các chất khí), chất lỏng đó được coi là chịu nén ép
(Mặc dù các chất khí có thể chịu nén, dòng chuyển động của nó có thể được
coi là không chịu nén ép, nếu không có thay đổi nhiều)
!
Nước
= 998 kgm
-3
!
KK
=1.2kgm
-3
kg
m
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Trọng&lượng&riêng
Trọng lượng riêng của một chất lỏng là trọng lượng
tính trên một đơn vị thể tích chất lỏng đó
Ký hiệu
!
m
3
Nm
-3
Tỷ trọng là tỉ số giữa trọng lượng riêng của chất
lỏng với trọng lượng riêng của nướ c ở 0độ C
N
g
V
G
!"
==
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Khối lượng riêng của một chất khí được tính theo
phương trình trạng thái của khí lý tưởng
RT
pM
V
m
k
==
!
p: Áp suất khí, N/m
2
T: Nhiệt độ tuyệt đối của khí, K
V: Thể tích khí, m
3
R: Hằng số khí lý tưởng
M: khối lượng phân tử khí
Thể tích riêng của chất khí là thể tích do một đơn vị khối lượng chất khí chiếm,
bằng giá trị nghịch đảo của khối lượng riêng,
Ký hiệu: υ
pM
RT
m
V
===
!
"
1
, m
3
/kg
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Áp#suất
• Lực%tác%dụng%lên%một%đơn%vị%bề%mặt
Thứ nguyên:
- atmophe at, mmHg, N/m
2
, mH
2
O
hoặc mm H
2
O
- atmophe vật lý atm, kilogram lực trên
centimet vuông kp/cm
2
1atm=760mmHg=10,33mH2O=1,028
10
4
N/m
2
1at=735,6mmHg=10mH
2
O=1kp/cm
2
=
9,81.10
4
N/m
2
F
P
p =
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
!
"
#
$
%
&
'
'
=
('
F
P
p
F 0
lim
Áp#suất#trong#lòng#chất#lỏng
Áp lực là lực
vuông góc với
bề mặt và có
độ lớn tăng
theo độ sâu
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Áp#suất#thủy#tĩnh
-Tác dụng theo
phương pháp tuyế n,
hướng vào trong lòng
chát lỏng
- Là hàm đẳng hướng
- Là hàm tọ a độ
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Áp#suất#trong#lòng#chất#lỏng
Áp lực có độ
lớn tăng theo
độ sâu
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Phương'trình'v i'phân 'câ n'bằ n g'củ a 'Ơ'le
dz
z
P
P
!
!
+
dy
y
P
P
!
!
+
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
P
gdmP
P
P
dzdydxdV ..=
gdxdydzgdVgdm
!!
="="
Lực$khối$lư ợng
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
0=
!
!
"" dV
z
P
gdV
#
Tổng$hình$
chiếu$các$lực
Trục$z
dV
z
P
dxdydz
z
P
dxdydz
z
P
PPdxdy
!
!
"=
!
!
"=
#
$
%
&
'
(
!
!
+"
Lực$áp$suất
0=
!
!
+
z
P
g
"
0=
!
!
+
z
P
g
"
0=
!
!
x
P
0=
!
!
y
P
(*)
Phương'trình'v i'phân 'câ n'bằ n g'củ a 'Ơ'le
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
0=
!
!
+
z
P
g
"
0=
!
!
x
P
0=
!
!
y
P
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Phương'trình'C ơ'bả n'củ a 'thủy 'tĩnh'họ c
0
1
=+ dzdP
g
!
0=
!
!
"
#
$
$
%
&
'
'
+
'
'
+
'
'
+ dz
z
P
dy
y
P
dx
x
P
gdz
(
0=
!
!
"
#
$
$
%
&
+
g
P
zd
'
C
g
P
z =+
!
Phương'trình'C ơ'bả n'củ a 'thủy 'tĩnh'họ c
C
g
p
z =+
!
0
0
g
p
z
g
p
z
!!
0
0
+=+
Nó được dùng để xác định áp suất thủy tĩnh trong khối chất lỏng tại
những điểm khác nhau
Trong một khối chất lỏng đồng nhất ở trạng thái tĩnh thì mọi điểm cùng
nằm trên một mặt phẳng nằm ngang đều có cùng áp suất thủy tĩnh
Z đặc trưng cho chiều cao hình học tại điểm ta xét so với mặt chuẩn so
sánh, thứ nguyên là mét
p/ρg đặc trưng cho chiều cao áp suất thủy tĩnh (chiều cao Pezomet) tại điểm đó
có thứ nguyên cũng là m:
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
ĐỊNH%LUẬT%PASCAL
,,,,,,,
,,0

,,
0,,
,,,,
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
[ ]
m
s
m
m
kg
ms
kg
s
m
m
kg
m
N
g
P
=
!
!
!
"
#
$
$
$
%
&
=
!
!
!
"
#
$
$
$
%
&
=
!
"
#
$
%
&
23
2
23
2
..
'
Sự#cân#bằ ng #củ a#c hấ t#lỏng #trong #bình#th ôn g#
nhau
( )
FgHpPFG
!
+==
0
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Áp#lực#của#chất#lỏng#lên#đáy#và#thành#bình
Lực tác dụng lên đáy và thành bình không phụ thuộc vào hình dáng và
thể tích của bình mà chỉ phụ thuộc vào độ sâu mực chất lỏng và diện tích
tác dụng
gHpp
!
+=
0
Áp lực chung của chất lỏng đặt ở tâm áp suất (tính theo giá trị áp suất dư,
không phụ thuộc vào áp suất tuyệt đối). Với bình có thành chữ nhật thì
tâm áp suất đặt ở độ sâu các mặt thoáng bằng 2/3 chiều cao của mực chất
lỏng.
1
1
1
A
F
p =
1
1
1
A
F
p =
212
ApF =
2
2
1
A
F
p =
2
2
1
1
A
F
A
F
=
1
12
2
A
FA
F =
Nguyên'lý'của'Máy'ép'thủy'lực
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
Máy$ép$thủy$lực
Máy$ép$thủy$lực
Tĩ nh lự c họ c chấ t lỏng
| 1/26
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

CH#3400
Quá$trình$và$thiết$bị$công$nghệ$hoá$học$I
CHƯƠNG$2:$NHỮNG$KIẾN$THỨC$CƠ$BẢN$VỀ$
THUỶ$LỰC$HỌC
Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân
Tan.nguyenminh@hust.edu.vn&
Bộ&môn&QT>TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm
Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội
Tĩnh%lực%học%của%chất%lỏng Hydrostatics
Tĩnh lực học chất lỏng
Định%nghĩa%Chất%lỏng d Fl Liqui uid
Một chất lỏng là chất khi chảy chịu tác dụng của các lực kéo.
Nếu các chất lỏng ở trạng thái tĩnh, tức là các lực tác dụng lên
chúng đang trong trạng thái cân bằng
Một chất khí là một chất lỏng mà có thể dễ dàng nén ép.
Một chất lỏng giọt rất khó nén ép. Một khối lượng nhất định
của chất lỏng sẽ chiếm chỗ một thể tích nhất định.
Một bề mặt tự do là biên giới giữa chất lỏng và chất khí bên trên nó.
Tĩnh lực học chất lỏng
Các chất lỏng và chất khí có khả năng chảy
Chất lỏng và chất khí đều được gọi là chất lỏng/fluid
Có nhiều qui luật mà chất lỏng tuân theo
Cần có một số khái niệm
Tĩnh lực học chất lỏng Khối%lượng%riêng
Khối lượng riêng của một chất lỏng được định nghĩa là
khối lượng của một đơn vị thể tích chất lỏng đó Ký hiệu ! kg ! ! = m Nước= 998 kgm-3 V m3 kgm-3 !KK =1.2kgm-3
Nếu khối lượng riêng của chất lỏng không đổi, chất
lỏng đó được coi là không chịu nén ép
Nếu khối lượng riêng của chất lỏng có thể thay đổi
(các chất khí), chất lỏng đó được coi là chịu nén ép
(Mặc dù các chất khí có thể chịu nén, dòng chuyển động của nó có thể được
coi là không chịu nén ép, nếu không có thay đổi nhiều)
Tĩnh lực học chất lỏng
Trọng&lượng&riêng
Trọng lượng riêng của một chất lỏng là trọng lượng
tính trên một đơn vị thể tích chất lỏng đó Ký hiệu ! N G " = = g ! V m3 Nm-3
Tỷ trọng là tỉ số giữa trọng lượng riêng của chất
lỏng với trọng lượng riêng của nước ở 0độ C
Tĩnh lực học chất lỏng
Khối lượng riêng của một chất khí được tính theo
phương trình trạng thái của khí lý tưởng p: Áp suất khí, N/m2
T: Nhiệt độ tuyệt đối của khí, K m pM V: Thể tích khí, m3 ! = = k
R: Hằng số khí lý tưởng V RT
M: khối lượng phân tử khí
Thể tích riêng của chất khí là thể tích do một đơn vị khối lượng chất khí chiếm,
bằng giá trị nghịch đảo của khối lượng riêng, Ký hiệu: υ 1 RT V " = = = m , m3/kg ! pM
Tĩnh lực học chất lỏng Áp#suất
• Lực%tác%dụng%lên%một%đơn%vị%bề%mặt Thứ nguyên:
P -atmophe at, mmHg, N/m2, mH2O hoặc mm H p = 2O
- atmophe vật lý atm, kilogram lực trên
F centimet vuông kp/cm2 1atm=760mmHg=10,33mH2O=1,028 & 'P # 104 N/m2 p = lim'F(0$ ! % 'F " 1at=735,6mmHg=10mH2O=1kp/cm2= 9,81.104 N/m2
Tĩnh lực học chất lỏng
Áp#suất#trong#lòng#chất#lỏng Áp lực là lực vuông góc với bề mặt và có độ lớn tăng theo độ sâu
Tĩnh lực học chất lỏng Áp#suất#thủy#tĩnh -Tác dụng theo phương pháp tuyến, hướng vào trong lòng chát lỏng - Là hàm đẳng hướng - Là hàm tọa độ
Tĩnh lực học chất lỏng
Áp#suất#trong#lòng#chất#lỏng Áp lực có độ lớn tăng theo độ sâu
Tĩnh lực học chất lỏng
Phương'trình'vi'phân'cân'bằng'của'Ơ'le P ! P + dz z ! P P ! P + dx P x ! P P ! P + dy P gdm y ! dV = dx dy . dz .
Tĩnh lực học chất lỏng Trục$z Lực$khối$lượng " gdm = " gdV ! = gdx ! dydz Lực$áp$suất ( P ! % P ! P !
Pdxdy " & P + dz #dxdy = " dxdydz = " dV ' z ! $ z ! z ! Tổng$hình$ ! " " P gdV # dV = 0 chiếu$các$lực !z ! + P g " = 0 !z
Tĩnh lực học chất lỏng
Phương'trình'vi'phân'cân'bằng'của'Ơ'le ! + P g " = 0 !z !P = 0 !(*)x !P = 0 !y
Tĩnh lực học chất lỏng
Phương'trình'Cơ'bản'của'thủy'tĩnh'học ! + P g " = 0 !z & 'P 'P 'P # !P gdz ( + dx + dy + dz = 0 $$ !! = 0 % 'x 'y 'z " !x 1 dP + dz = 0 !P g ! = 0 !y & P # P d z + = 0 $$ !! z + = C % g ' " g !
Tĩnh lực học chất lỏng
Phương'trình'Cơ'bản'của'thủy'tĩnh'học p p p z + 0 = C z + = z 0 + 0 g ! g ! 0 g !
Nó được dùng để xác định áp suất thủy tĩnh trong khối chất lỏng tại những điểm khác nhau
Trong một khối chất lỏng đồng nhất ở trạng thái tĩnh thì mọi điểm cùng
nằm trên một mặt phẳng nằm ngang đều có cùng áp suất thủy tĩnh
Z đặc trưng cho chiều cao hình học tại điểm ta xét so với mặt chuẩn so sánh, thứ nguyên là mét
p/ρg đặc trưng cho chiều cao áp suất thủy tĩnh (chiều cao Pezomet) tại điểm đó có thứ nguyên cũng là m:
Tĩnh lực học chất lỏng & N # & kg # & P # $ m2 ! $ s2m ! = = = $ ! [m] % g $ ' kg " m ! $kg m ! $% . . m3 s2 ! $ " % m3 s2 !" ĐỊNH%LUẬT%PASCAL , , , , , , , , , 0 , , 0 , , , , , ,
Tĩnh lực học chất lỏng
Sự#cân#bằng#của#chất#lỏng#trong#bình#thông# nhau
Áp#lực#của#chất#lỏng#lên#đáy#và#thành#bình
p = p + gH ! 0
Lực tác dụng lên đáy và thành bình không phụ thuộc vào hình dáng và
thể tích của bình mà chỉ phụ thuộc vào độ sâu mực chất lỏng và diện tích tác dụng
G = PF = (p + gH ! 0 )F
Áp lực chung của chất lỏng đặt ở tâm áp suất (tính theo giá trị áp suất dư,
không phụ thuộc vào áp suất tuyệt đối). Với bình có thành chữ nhật thì
tâm áp suất đặt ở độ sâu các mặt thoáng bằng 2/3 chiều cao của mực chất lỏng.
Tĩnh lực học chất lỏng
Nguyên'lý'của'Máy'ép'thủy'lực F1 p = 1 A1 F = p A 2 1 2 A F 2 1 F = 2 A F 1 2 p = 1 A2 F1 p = 1 A1 F F 1 2 = A A 1 2
Tĩnh lực học chất lỏng Máy$ép$thủy$lực Máy$ép$thủy$lực