Download miễn phí Giáo trình Kỹ thuật thủy khí
mục lục
Trang
phần A : cơ học chất lỏng đại cương
Chương I: mở đầu
1.1. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu môn học .
1.2. Sơ lược về lịch sử phát triển môn học, ứng dụng .
1.3. Một số tính chất cơ lý cơ bản của chất lỏng .
1.4. Ví dụ và Bài tập
Chương II: Tĩnh học chất lỏng
2.1. áp suất thuỷ tĩnh .
2.2. Phương trình vi phân của chất lỏng cân bằng .
2.3. Phương trình cơ bản của thuỷ tĩnh học .
2.4. Tĩnh tương đối
2.5. Tính áp lực thuỷ tĩnh .
2.6. Một số ứng dụng của thuỷ tĩnh học
2.7. Tĩnh học chất khí
2.8. Ví dụ và Bài tập
Chương III:Động lực học chất lỏng
3.1. Khái niệm chung
3.2. Phương trình liên tục của dòng chảy
3.3. Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏnglý tưởng - phương trình Ơle động .
3.4. Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏngthực - Phương trình Navieư Stokes .
3.5. Phương trình Becnuli viết cho dòng nguyên tố
chất lỏng lý tưởng .
3.6. Phương trình Becnuli viết cho dòng chất lỏng thực .
3.7. Một số ứng dụng của phương trình Becnuli .
3.9. Phương trình biến thiên động lượng đối với chuyển động dừng .
3.10. Ví dụ và Bài tập .
Chương IV: Chuyển động một chiều của chất lỏng
không nén được
4.1. Hai trạng thái chảy của chất lỏng. Số Râynôn
4.2. Tổn thất năng lượng dòng chảy .
4.3. Dòng chảy tầng trong ống. Dòng Hagen ư Poadơi .
4.4. Dòng chảy rối trong ống .
4.5. Dòng chảy tầng trong các khe hẹp .
4.6. Dòng chảy trong khe hẹp do ma sát ư Cơ sở lý thuyết bôi trơn thuỷ động
4.7. Ví dụ và Bài tập
Chương V: Chuyển động một chiều của chất khí
5.1. Các phương trình cơ bản của chất khí .
5.2. Các thông số của dòng khí : vận tốc âm, dòng h^m, dòng tới hạn .
5.3. Chuyển động của chất khí trong ống phun .
5.4. Tính toán dòng khí bằng các hàm khí động và biểu đồ .
5.5. Ví dụ và Bài tập
Chương VI: Tính toán thuỷ lực về đường ống
6.1. Cơ sở lý thuyết để tính toán đường ống .
6.2. Tính toán thuỷ lực đường ống đơn giản .
6.3. Tính toán thuỷ lực đường ống phức tạp .
6.4. Phương pháp dùng hệ số đặc trưng lưu lượng K .
6.5. Phương pháp đồ thị để tính toán đường ống .
6.6. Va đập thuỷ lực trong đường ống .
6.7. Chuyển động của chất khí trong ống dẫn
6.8. Ví dụ và Bài tập .
Chương VII: Vật ngập trong chất lỏng chuyển động
7.1. Lực nâng : công thức tổng quát ư lực nâng ư định lý Giucopski – Kútta
7.2. Lớp biên
7.3. Một số bài toán lớp biên .
7.4. Lớp biên nhiệt độ .
7.5. Ví dụ và Bài tập .
Chương VIII: dòng tia
8.1. Khái niệm về dòng tia .
8.2. Các đặc trưng thuỷ khí động cơ bản của dòng tia
8.3. Một số ví dụ về tính toán dòng tia ngập đối xứng .
8.4. Ví dụ và Bài tập .
Chương IX: Cơ sở lý thuyết thứ nguyên, tương tự
9.1. Lý thuyết thứ nguyên ư Định lý Pi và ứng dụng .
9.2. Các tiêu chuẩn tương tự .
9.3. Mô hình hoá từng phần . .
9.3. Ví dụ và Bài tập .
Phần B: Máy thuỷ khí
Chương X: Khái niệm chung về máy bơm
10.1. Vài nét về quá trình phát triển của máy bơm . .
10.2. Công dụng và phân loại
10.3. Các thông số cơ bản của máy bơm . .
10.4. Ví dụ và Bài tập
Chương XI: Bơm Ly tâm
11.1. Khái niệm chung .
11.2. Lý thuyết cơ bản về bơm ly tâm
11.3. ứng dụng luật tương tự trong bơm ly tâm .
11.4. Đường đặc tính của bơm ly tâm .
11.5. Điểm làm việc, điều chỉnh bơm ly tâm .
11.6. Ghép bơm ly tâm .
11.7. Một số điểm chú ý trong kết cấu và sử dụng bơm ly tâm
11.8. Ví dụ và Bài tập .
Chương XII: Bơm Piston
12.1. Khái niệm chung .
12.2. Lưu lượng của bơm piston
12.3. Phương trình chuyển động của chất lỏng trong bơm piston
12.4. Khắc phục hiện tượng không ổn định của chuyểnđộng chất
lỏng trong bơm piston
12.5. Đường đặc tính của bơm piston
12.6. Ví dụ và Bài tập .
Tài liệu tham khảo
Phụ lục .
Ch−ơng I
Mở đầu
1.1. đối t−ợng, ph−ơng pháp nghiên cứu môn học
1.1.1. Đối t−ợng
Đối t−ợng nghiên cứu của môn học là chất lỏng. Chất lỏng ở đây đ−ợc hiểu theo
nghĩa rộng, bao gồm chất lỏng ở thể n−ớc - chất lỏng không nén đ−ợc (khối l−ợng riêng ρ
= const) và chất lỏng ở thể khí - chất lỏng nén đ−ợc (khối l−ợng riêng ρ ≠ const)
Kỹ thuật thuỷ khí là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu các qui luật cân bằng và
chuyển động của chất lỏng đồng thời vận dụng những qui luật ấy để giải quyết các vấn đề
kỹ thuật trong thực tiễn sản xuất và đời sống. Chính vì thế mà nó có vị trí là nhịp cầu nối
giữa những môn khoa học cơ bản với những môn kỹ thuật chuyên ngành.
Kỹ thuật thuỷ khí đ−ợc chia thành phần chính:
+ Cơ học chất lỏng đại c−ơng: Nghiên cứu những qui luật cân bằng, chuyển động
của chất lỏng và ứng dụng những qui luật ấy để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn kỹ
thuật, sản xuất và đời sống. Các vấn đề về tính toán thuỷ lực đ−ờng ống, vật ngập trong chất
lỏng chuyển động và cơ sở lý thuyết về thứ nguyên, t−ơng tự.
+ Máy thuỷ khí: ứng dụng kiến thức đại c−ơng về cơ học chất lỏng để phân loại,
nghiên cứu lý thuyết cơ bản của một số loại máy thuỷ khí thông dụng nh− bơm Ly tâm,
bơm Piston …
1.1.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu
Trong kỹ thuật thuỷ khí th−ờng dùng 3 ph−ơng pháp nghiên cứu phổ biến sau đây:
Ph−ơng pháp lý thuyết: Sử dụng công cụ toán học, chủ yếu là toán giải tích,
ph−ơng trình vi phân với các toán tử vi phân quen thuộc nh−: gradient, divergent, rotor,
toán tử Laplas, đạo hàm toàn phần... Sử dụng các định lý tổng quát của cơ học nh− định lý
bảo toàn khối l−ợng, năng l−ợng, định lý biến thiên động l−ợng, mô men động l−ợng ...
Ph−ơng pháp thực nghiệm: dùng trong một số tr−ờng hợp mà không thể giải bằng
lý thuyết (xác định hệ số cản cục bộ, hệ số λ ...)
Ph−ơng pháp bán thực nghiệm: Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.
1.2. sơ l−ợc về lịch sử phát triển môn học. ứng dụng
1.2.1. Sơ l−ợc lịch sử phát triển môn học
Ngay từ thời xa x−a, loài ng−ời đY biết lợi dụng sức n−ớc phục vụ cho sinh hoạt đời
sống, làm nông nghiệp, thuỷ lợi, kênh đập, thuyền bè...
Nhà bác học Acsimet (287-212, tr−ớc công nguyên) đY phát minh ra lực đẩy
ácsimet tác dụng lên vật nhúng chìm trong lòng chất lỏng.
Nhà danh hoạ ý - Lêôna Đơvanhxi (1452-1519) đ−a ra khái niệm về lực cản của
chất lỏng lên vật chuyển động trong nó. Ông muốn biết tại sao chim lại bay đ−ợc. Nh−ng
phải hơn 400 năm sau, Jucopxki và Kutta mới giải thích đ−ợc: đó là lực nâng.
1687 - Nhà bác học thiên tài ng−ời Anh I. Newton đY đ−a ra giả thuyết về lực ma sát
trong giữa các lớp chất lỏng chuyển động mà mYi hơn một thế kỷ sau nhà bác học Nga -
Petrop mới chứng minh giả thuyết đó bằng biểu thức toán học, làm cơ sở cho việc nghiên
cứu chất lỏng lực (chất lỏng nhớt) sau này.
Hai ông L.Ơ le ( 1707-1783 ) và D.Becnuli ( 1700-1782 ) là những ng−ời đY đặt cơ
sở lý thuyết cho thuỷ khí động lực, tách nó khỏi cơ học lý thuyết để thành lập một ngành
riêng.
Tên tuổi của Navie và Stôc gắn liền với nghiên cứu chất lỏng thực. Hai ông đY tìm
ra ph−ơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng (1821-1845).
Nhà bác học Đức - L.Prandtl đY sáng lập ra lý thuyết lớp biên (1904), góp phần giải
quyết nhiều bài toán động lực học.
Ngày nay, ngành thuỷ khí động lực học đang phát triển với tốc độ vũ bYo, thu hút sự
tập trung nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới và trong n−ớc; nó can
thiệp hầu hết tới tất cả các lĩnh vực đời sống, kinh tế, quốc phòng.. .nhằm đáp ứng mọi nhu
cầu cấp bách của nền khoa học công nghệ hiện đại của thế kỷ 21.
1.2.2. ứng dụng
Phạm vi ứng dụng của môn học khá rộng rYi: có thể nói không một ngành nào trong
các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật công nghệ và đời sống có liên quan đến chất lỏng và chất
khí nh− giao thông vận tải, hàng không, cơ khí, công nghệ hoá chất, xây dựng, nông
nghiệp, thuỷ lợi... mà lại không ứng dụng ít nhiều những định luật cơ bản của thuỷ khí.
1.3. một số tính chất vật lý cơ bản của chất lỏng. khái niệm về
chất lỏng lý t−ởng
1.3.1. Một số tính chất dễ nhận biết
Tính liên tục: vật chất đ−ợc phân bố liên tục trong không gian.
Tính dễ di động: do lực liên kết giữa các phần tử chất lỏng rất yếu, ứng suất tiếp (nội
ma sát) trong chất lỏng chỉ khác 0 khi có chuyển động t−ơng đối giữa các lớp chất lỏng.
Tính chống kéo và cắt rất kém do lực liên kết và lực ma sát giữa các phần tử chất
lỏng rất yếu.
Tính dính −ớt theo thành bình chứa chất lỏng.
1.3.2. Sự trao đổi nhiệt l−ợng và khối l−ợng
Nhiệt l−ợng truyền qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với
gradien nhiệt độ, còn khối l−ợng chất lỏng khuếch tán truyền qua một đơn vị diện tích
trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với gradien nồng độ của chất đó trong dòng chất lỏng.
Tính chất trên đ−ợc biểu diễn bởi các định luật sau đây:
Định luật Furiê:
dn'
dT
q = λ (W/m2)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
mục lục
Trang
phần A : cơ học chất lỏng đại cương
Chương I: mở đầu
1.1. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu môn học .
1.2. Sơ lược về lịch sử phát triển môn học, ứng dụng .
1.3. Một số tính chất cơ lý cơ bản của chất lỏng .
1.4. Ví dụ và Bài tập
Chương II: Tĩnh học chất lỏng
2.1. áp suất thuỷ tĩnh .
2.2. Phương trình vi phân của chất lỏng cân bằng .
2.3. Phương trình cơ bản của thuỷ tĩnh học .
2.4. Tĩnh tương đối
2.5. Tính áp lực thuỷ tĩnh .
2.6. Một số ứng dụng của thuỷ tĩnh học
2.7. Tĩnh học chất khí
2.8. Ví dụ và Bài tập
Chương III:Động lực học chất lỏng
3.1. Khái niệm chung
3.2. Phương trình liên tục của dòng chảy
3.3. Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏnglý tưởng - phương trình Ơle động .
3.4. Phương trình vi phân chuyển động của chất lỏngthực - Phương trình Navieư Stokes .
3.5. Phương trình Becnuli viết cho dòng nguyên tố
chất lỏng lý tưởng .
3.6. Phương trình Becnuli viết cho dòng chất lỏng thực .
3.7. Một số ứng dụng của phương trình Becnuli .
3.9. Phương trình biến thiên động lượng đối với chuyển động dừng .
3.10. Ví dụ và Bài tập .
Chương IV: Chuyển động một chiều của chất lỏng
không nén được
4.1. Hai trạng thái chảy của chất lỏng. Số Râynôn
4.2. Tổn thất năng lượng dòng chảy .
4.3. Dòng chảy tầng trong ống. Dòng Hagen ư Poadơi .
4.4. Dòng chảy rối trong ống .
4.5. Dòng chảy tầng trong các khe hẹp .
4.6. Dòng chảy trong khe hẹp do ma sát ư Cơ sở lý thuyết bôi trơn thuỷ động
4.7. Ví dụ và Bài tập
Chương V: Chuyển động một chiều của chất khí
5.1. Các phương trình cơ bản của chất khí .
5.2. Các thông số của dòng khí : vận tốc âm, dòng h^m, dòng tới hạn .
5.3. Chuyển động của chất khí trong ống phun .
5.4. Tính toán dòng khí bằng các hàm khí động và biểu đồ .
5.5. Ví dụ và Bài tập
Chương VI: Tính toán thuỷ lực về đường ống
6.1. Cơ sở lý thuyết để tính toán đường ống .
6.2. Tính toán thuỷ lực đường ống đơn giản .
6.3. Tính toán thuỷ lực đường ống phức tạp .
6.4. Phương pháp dùng hệ số đặc trưng lưu lượng K .
6.5. Phương pháp đồ thị để tính toán đường ống .
6.6. Va đập thuỷ lực trong đường ống .
6.7. Chuyển động của chất khí trong ống dẫn
6.8. Ví dụ và Bài tập .
Chương VII: Vật ngập trong chất lỏng chuyển động
7.1. Lực nâng : công thức tổng quát ư lực nâng ư định lý Giucopski – Kútta
7.2. Lớp biên
7.3. Một số bài toán lớp biên .
7.4. Lớp biên nhiệt độ .
7.5. Ví dụ và Bài tập .
Chương VIII: dòng tia
8.1. Khái niệm về dòng tia .
8.2. Các đặc trưng thuỷ khí động cơ bản của dòng tia
8.3. Một số ví dụ về tính toán dòng tia ngập đối xứng .
8.4. Ví dụ và Bài tập .
Chương IX: Cơ sở lý thuyết thứ nguyên, tương tự
9.1. Lý thuyết thứ nguyên ư Định lý Pi và ứng dụng .
9.2. Các tiêu chuẩn tương tự .
9.3. Mô hình hoá từng phần . .
9.3. Ví dụ và Bài tập .
Phần B: Máy thuỷ khí
Chương X: Khái niệm chung về máy bơm
10.1. Vài nét về quá trình phát triển của máy bơm . .
10.2. Công dụng và phân loại
10.3. Các thông số cơ bản của máy bơm . .
10.4. Ví dụ và Bài tập
Chương XI: Bơm Ly tâm
11.1. Khái niệm chung .
11.2. Lý thuyết cơ bản về bơm ly tâm
11.3. ứng dụng luật tương tự trong bơm ly tâm .
11.4. Đường đặc tính của bơm ly tâm .
11.5. Điểm làm việc, điều chỉnh bơm ly tâm .
11.6. Ghép bơm ly tâm .
11.7. Một số điểm chú ý trong kết cấu và sử dụng bơm ly tâm
11.8. Ví dụ và Bài tập .
Chương XII: Bơm Piston
12.1. Khái niệm chung .
12.2. Lưu lượng của bơm piston
12.3. Phương trình chuyển động của chất lỏng trong bơm piston
12.4. Khắc phục hiện tượng không ổn định của chuyểnđộng chất
lỏng trong bơm piston
12.5. Đường đặc tính của bơm piston
12.6. Ví dụ và Bài tập .
Tài liệu tham khảo
Phụ lục .
Ch−ơng I
Mở đầu
1.1. đối t−ợng, ph−ơng pháp nghiên cứu môn học
1.1.1. Đối t−ợng
Đối t−ợng nghiên cứu của môn học là chất lỏng. Chất lỏng ở đây đ−ợc hiểu theo
nghĩa rộng, bao gồm chất lỏng ở thể n−ớc - chất lỏng không nén đ−ợc (khối l−ợng riêng ρ
= const) và chất lỏng ở thể khí - chất lỏng nén đ−ợc (khối l−ợng riêng ρ ≠ const)
Kỹ thuật thuỷ khí là một môn khoa học cơ sở nghiên cứu các qui luật cân bằng và
chuyển động của chất lỏng đồng thời vận dụng những qui luật ấy để giải quyết các vấn đề
kỹ thuật trong thực tiễn sản xuất và đời sống. Chính vì thế mà nó có vị trí là nhịp cầu nối
giữa những môn khoa học cơ bản với những môn kỹ thuật chuyên ngành.
Kỹ thuật thuỷ khí đ−ợc chia thành phần chính:
+ Cơ học chất lỏng đại c−ơng: Nghiên cứu những qui luật cân bằng, chuyển động
của chất lỏng và ứng dụng những qui luật ấy để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn kỹ
thuật, sản xuất và đời sống. Các vấn đề về tính toán thuỷ lực đ−ờng ống, vật ngập trong chất
lỏng chuyển động và cơ sở lý thuyết về thứ nguyên, t−ơng tự.
+ Máy thuỷ khí: ứng dụng kiến thức đại c−ơng về cơ học chất lỏng để phân loại,
nghiên cứu lý thuyết cơ bản của một số loại máy thuỷ khí thông dụng nh− bơm Ly tâm,
bơm Piston …
1.1.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu
Trong kỹ thuật thuỷ khí th−ờng dùng 3 ph−ơng pháp nghiên cứu phổ biến sau đây:
Ph−ơng pháp lý thuyết: Sử dụng công cụ toán học, chủ yếu là toán giải tích,
ph−ơng trình vi phân với các toán tử vi phân quen thuộc nh−: gradient, divergent, rotor,
toán tử Laplas, đạo hàm toàn phần... Sử dụng các định lý tổng quát của cơ học nh− định lý
bảo toàn khối l−ợng, năng l−ợng, định lý biến thiên động l−ợng, mô men động l−ợng ...
Ph−ơng pháp thực nghiệm: dùng trong một số tr−ờng hợp mà không thể giải bằng
lý thuyết (xác định hệ số cản cục bộ, hệ số λ ...)
Ph−ơng pháp bán thực nghiệm: Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.
1.2. sơ l−ợc về lịch sử phát triển môn học. ứng dụng
1.2.1. Sơ l−ợc lịch sử phát triển môn học
Ngay từ thời xa x−a, loài ng−ời đY biết lợi dụng sức n−ớc phục vụ cho sinh hoạt đời
sống, làm nông nghiệp, thuỷ lợi, kênh đập, thuyền bè...
Nhà bác học Acsimet (287-212, tr−ớc công nguyên) đY phát minh ra lực đẩy
ácsimet tác dụng lên vật nhúng chìm trong lòng chất lỏng.
Nhà danh hoạ ý - Lêôna Đơvanhxi (1452-1519) đ−a ra khái niệm về lực cản của
chất lỏng lên vật chuyển động trong nó. Ông muốn biết tại sao chim lại bay đ−ợc. Nh−ng
phải hơn 400 năm sau, Jucopxki và Kutta mới giải thích đ−ợc: đó là lực nâng.
1687 - Nhà bác học thiên tài ng−ời Anh I. Newton đY đ−a ra giả thuyết về lực ma sát
trong giữa các lớp chất lỏng chuyển động mà mYi hơn một thế kỷ sau nhà bác học Nga -
Petrop mới chứng minh giả thuyết đó bằng biểu thức toán học, làm cơ sở cho việc nghiên
cứu chất lỏng lực (chất lỏng nhớt) sau này.
Hai ông L.Ơ le ( 1707-1783 ) và D.Becnuli ( 1700-1782 ) là những ng−ời đY đặt cơ
sở lý thuyết cho thuỷ khí động lực, tách nó khỏi cơ học lý thuyết để thành lập một ngành
riêng.
Tên tuổi của Navie và Stôc gắn liền với nghiên cứu chất lỏng thực. Hai ông đY tìm
ra ph−ơng trình vi phân chuyển động của chất lỏng (1821-1845).
Nhà bác học Đức - L.Prandtl đY sáng lập ra lý thuyết lớp biên (1904), góp phần giải
quyết nhiều bài toán động lực học.
Ngày nay, ngành thuỷ khí động lực học đang phát triển với tốc độ vũ bYo, thu hút sự
tập trung nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới và trong n−ớc; nó can
thiệp hầu hết tới tất cả các lĩnh vực đời sống, kinh tế, quốc phòng.. .nhằm đáp ứng mọi nhu
cầu cấp bách của nền khoa học công nghệ hiện đại của thế kỷ 21.
1.2.2. ứng dụng
Phạm vi ứng dụng của môn học khá rộng rYi: có thể nói không một ngành nào trong
các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật công nghệ và đời sống có liên quan đến chất lỏng và chất
khí nh− giao thông vận tải, hàng không, cơ khí, công nghệ hoá chất, xây dựng, nông
nghiệp, thuỷ lợi... mà lại không ứng dụng ít nhiều những định luật cơ bản của thuỷ khí.
1.3. một số tính chất vật lý cơ bản của chất lỏng. khái niệm về
chất lỏng lý t−ởng
1.3.1. Một số tính chất dễ nhận biết
Tính liên tục: vật chất đ−ợc phân bố liên tục trong không gian.
Tính dễ di động: do lực liên kết giữa các phần tử chất lỏng rất yếu, ứng suất tiếp (nội
ma sát) trong chất lỏng chỉ khác 0 khi có chuyển động t−ơng đối giữa các lớp chất lỏng.
Tính chống kéo và cắt rất kém do lực liên kết và lực ma sát giữa các phần tử chất
lỏng rất yếu.
Tính dính −ớt theo thành bình chứa chất lỏng.
1.3.2. Sự trao đổi nhiệt l−ợng và khối l−ợng
Nhiệt l−ợng truyền qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với
gradien nhiệt độ, còn khối l−ợng chất lỏng khuếch tán truyền qua một đơn vị diện tích
trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với gradien nồng độ của chất đó trong dòng chất lỏng.
Tính chất trên đ−ợc biểu diễn bởi các định luật sau đây:
Định luật Furiê:
dn'
dT
q = λ (W/m2)
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links