Xem mẫu
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
CH NG VI
DÒNG CH Y RA KH I L VÒI - DÒNG TIA
Flow through orifices, nozzles – jet flow
***
A - DÒNG CH Y RA KH I L VÒI
I. Khái ni m chung
II. Phân lo i l
1. Theo kích th cl
2. Theo dày c a thành l
3. Theo hình th c n i ti p v i h l u
III. Dòng ch y t do n nh qua l nh thành m ng
1. Bài toán tìm Q (ho c v)
2. Hình d ng c a dòng ch y t do ra kh i l .
III. Dòng ch y ng p n nh qua l to, nh thành m ng
IV. Dòng ch y t do n nh qua l to thành m ng
V. Dòng ch y qua vòi
1. Khái ni m
2. Vòi hình tr tròn g n ngoài (vòi Venturi)
VI. Dòng ch y không n nh qua l nh thành m ng
B - DÒNG TIA
VII. Phân lo i, tính ch t dòng tia
1. nh ngh a
2. Dòng tia ng p
3. Dòng tia không ng p
VIII.. Nh ng c tính ng l c h c c a dòng tia
BÀI T P CH NG VI
Bài gi ng th y l c 1 Trang 104
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
CH NG 6
DÒNG CH Y RA KH I L VÒI - DÒNG TIA
Flow through orifices, nozzles – jet flow
A - DÒNG CH Y RA KH I L VÒI
I. Khái ni m chung
Trên thành bình ch a ch t l ng có khoét m t l , dòng ch t l ng ch y qua l g i là
dòng ch y ra kh i l ; vòi là m t ng ng n dính li n v i thành bình ch a, chi u dài
(3 4 )e l (8 10)e, dòng ch t l ng ch y qua vòi g i là dòng ch y ra kh i vòi.
II. Phân lo i l .
G i H: chi u cao t m t thoáng n tâm l .
: chi u dày c a thành l .
e: ng kính c a l
1. Theo kích th c l :
e 1
: l nh - C t n c tác d ng t i m i i m trên l xem nh b ng H.
H 10
e 1
: l to - C t n c tác d ng t i các i m trên l không b ng nhau.
H 10
2. Theo dày c a thành l :
- N u l s c c nh: 3 4 e, dày thành l không nh h ng n hình d ng
dòng ch y ra kh i l , g i là l thành m ng.
-N u 3 4 e , nó nh h ng n hình d ng dòng ch y ra c a l , g i là l
thành dày.
3. Theo hình th c n i ti p v i h l u
- Ch y t do: Dòng ch y ra kh i l ti p xúc v i không khí, t c m c n c h l u
không làm nh h ng n l u l ng.
- Ch y ng p: M c n c h l u ng p trên mi ng l làm nh h ng n l u
l ng qua l .
Bài gi ng th y l c 1 Trang 105
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
III. Dòng ch y t do n nh qua l nh thành m ng.
1. Bài toán tìm Q (ho c v).
.v 2
0
Bi t:
1 2. g 1 H
v n nh không i theo th i gian.
Ho p
H T i m t c t 1-1 có l u t c trung bình là v0.
v0
C vc v2 c
0 0 Ch y u là t n th t c c bô: h w h c
2.g
C
- Dòng ch y qua l khi c t n c tác d ng H không i là m t dòng ch y n nh;
t c là l u t c, áp su t t i m t i m c nh nào ó không i theo th i gian.
- Khi ch t l ng ch y ra kh i l , ngay trên m t l , các ng dòng không song
song, nh ng cách xa l m t o n nh , cong c a các ng dòng gi m d n các ng
dòng tr thành song song v i nhau, ng th i m t c t c a lu ng ch y co h p l i, m t c t
ó g i là m t c t co h p C-C.
- V trí m t c t này ph thu c hình d ng c a l ; i v i l hình tròn: m t c t co
h p cách l ch ng m t n a ng kính l . T i m t c t co h p, dòng ch y có th coi là
dòng i d n; ra kh i m t c t co h p, dòng ch y h i m r ng ra và r i xu ng d i tác
d ng c a tr ng l c.
- Ta i tìm công th c tính l u l ng qua l .
+ Vi t ph ng trình Becnoulli cho m t c t 1-1 và C-C, v im t chu n qua tr ng
tâm l :
2 2
pa .v 0 pa c .v c
H 0 hw
2.g 2.g
2 2
.v 0 vc
H H0 c (6.1)
2.g 2.g
Trong ó: H0 G i là c t n c th ng l u k c l u t c n g n
2 . g .H 0 1 1
Vc v i c = 1 và t
c c 1
thì v c 2.g.H 0 , (6.2)
trong ó: g i là h s l u t c.
Q c .v c .
c
G i : là t s gi a di n tích m t c t co h p và di n tích l .
Ta có: Q .. 2.g.H 0
t: . ,
thì :
Bài gi ng th y l c 1 Trang 106
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
Q . 2.g.H 0 (6.3)
Trong ó: : g i là h s co h p.
: g i là h s l u l ng c a l .
- i v i l tròn thành m ng d 1cm, v i Re > 105, H > 2m ( i v i n c)
chúng ta có nh ng tr s sau ây: = 0,05 0,06; = 0,63 0,64; = 0,97 0,98,
= 0,60 0,62, trung bình l y = 0,61. Ng i ta th ng dùng l nh , thành m ng
o l u l ng.
2. Hình d ng c a dòng ch y t do ra kh i l
Qu o c a dòng ch y ra kh i l khoét trên thành ng có th tính theo cách sau:
Ta l y tr ng tâm c a m t c t co h p C-C làm g c to ô, l u t c trung bình ó là vc. Ta
coi c r ng ph n t ch t l ng chuy n ng theo qu o c a m t v t r n r i có t c
ban u vc. Ph ng trình c a qu o chuy n ng này ã c nghiên c u trong c h c
ch t r n, nó có d ng parabol:
(6.4)
Kh t, ta nh n c: x2= 4 2H0y. (6.5)
Nh v y: Q y tích dòng ch y ra kh i l là m t parabol.
Bài gi ng th y l c 1 Trang 107
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
III. Dòng ch y ng p n nh qua l to, ho c nh thành m ng
- Khi sau l có m t t do c a ch t l ng n m cao h n l , có ngh a dòng ch y ra
kh i l b ng p, lúc ó ta có dòng ch y ng p. C t n c tác d ng b ng hi u s c t n c
th ng l u v i h l u. Do ó, i v i dòng ch y ng p không c n phân bi t l to, l nh .
- Vi t ph ng trình Becnoulli m t c t 1-1 và 2-2 v i m t chu n qua tâm l (Xem
v2 0)
2
pa .v 0 pa .v 2
2
h1 h2 hw .
2.g 2.g
T n th t hw bao g m:
v2 c
T n th t khi qua l
2.g
2
(v c v 2 ) 2 vc
T n th t vì t ng t m r ng = (vì v2 = 0 ).
2g 2g
v2 c v
2
Do ó: hw = ( +1) c
2.g 2g
2
.v 0 v2 c
h1 - h2 + = ( 1)
2.g 2.g
2
.v 0 v2 c
Ho c H+ = H 0 ( 1)
2.g 2.g
1
t: vc . 2.g.H 0
1
V y l u l ng qua l b ng p là:
c
Q c .v c v i
Q .. 2.g.H 0
Ho c: Q . 2.g.H 0 (6.6)
: g i là h s l u l ng c a l b ng p, . = 0,61
K t lu n: Công th c dòng ch y ra kh i l khi ch y t do và ch y ng p gi ng nhau, ch
khác nhau ch y u ch khi ch y ng p H là chênh c t n c th ng l u và h l u; còn
khi ch y t do H là c t n c k t tr ng tâm cu l .
Bài gi ng th y l c 1 Trang 108
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
IV. Dòng ch y t do n nh qua l to thành m ng.
- l to, c t n c t i b ph n trên và b ph n d i cu l có tr s khác nhau l n.
- Ta chia m t c t t thành nh ng dãi vi phân dh, dòng ch y qua d i này xem nh
ch y qua l nh . Nh v y l to là do nhi u l nh h p l i. Ta nghiên c u tr ng h p l to
hình ch nh t.
Gi thi t h s l u l ng qua dh b là ’ ta có:
dQ 2.g.h .( b.dh ) (6.7)
L u l ng qua l to là:
H 02
Q b. 2.g.h .dh
H 01
(6.8)
2
. .b. 2.g H 3 2 H 3 2
02 01
3
Trong ó : H s l u l ng c a l to b ng tr s trung bình c a vô s h s l u l ng
c a l nh ’.
G i H0 là c t n c t i tr ng tâm c a l
e e
H 02 H 0 H0 1
2 2.H 0
e e
H 01 H0 H0 1 (6.9)
2 2.H 0
32 32
2 e e
Q . .b. 2.g .H 3 2 1
0 1
3 2.H 0 2.H 0
Tri n khai trong ngo c theo nh th c New ton:
3 e 3 e2 1 e3
1 2
2 2 2.H 0 8 4.H 0 16 8.H 3
0
Q . .b. 2.g .H 3 2
0
3 3 e 3 e2 1 e3
1 2
2 2.H 0 8 4.H 0 16 8.H 3
0
2 3 e 1 e 3
. .b. 2.g .H 3 2
0 ( )
3 2 H0 64 .H 0
Bài gi ng th y l c 1 Trang 109
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
2
1 e
.b.e. 2.g.H 0 1
96 H 0
2
1 e
. . 2.g.H 0 1
96 H 0
2
1 e
Vì l ng: r t nh nên b qua.
96 H 0
V y: Q . 2.g.H 0 (6.10)
K t lu n: Công th c tính l u l ng dòng ch y qua l to gi ng nh l nh , nh ng ch
khác h s l u l ng c a l to l n h n l nh . H s l u l ng c cho b ng tra.
V. Dòng ch y không n nh qua l nh thành m ng
- Khi dòng ch y qua l mà m c ch t l ng trong bình ch a thay i theo th i gian,
thì sinh ra dòng ch y không n nh.
- Ta ch nghiên c u tr ng h p n gi n, khi m c n c trong bình thay i ch m.
Trong th i gian ng n, ta có th áp d ng công th c c a dòng ch y n nh qua l nh
thành m ng.
-Ta i chia kho ng th i gian tính toán T ra nhi u th i o n dt nh , ng v i m i
th i o n có c t n c tác d ng ch y qua l h0 coi nh không i. Ta có:
+ Th tích ch y vào bình : q.dt, l u l ng ch y vào bình
+ Th tích ch y ra kh i bình : - Q.dt , Q l u l ng ch y ra kh i bình
+ Th tích t ng lên ho c gi m i trong bình ch a là: .dh
Trong ó: : Di n tích m t c t ngang c a bình
const : v i bình hình tr
const : v i bình khác hình tr (ph c t p)
- Ta có h th c: q.dt Q.dt .dh
.dh
dt (6.11)
q Q
Xét các tr ng h p:
1. M c n c th ng l u thay i, dòng ch y t do qua l nh (tháo c n bình ch a)
1 1
dh
H1
2 2
h H2
- Xét tr ng h p q = 0 n gi n.
- C n tìm th i gian T1-2 m c n c thay i t 1-1 n v trí 2-2
Bài gi ng th y l c 1 Trang 110
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
.dh
dt
. . 2.g.h 0
H 02
.dh
T1 2
H 01 . . 2.g.h 0
- N u bi t quy lu t c a thì s gi i c.
- n gi n ta gi thi t: = const, v0 0 nên ho= h
H
dh 2. 2
T1 2 H1 H2
. . 2.g H h . . 2.g 1
2 . H1
- Khi tháo c n hoàn toàn (H2 = 0) thì: T1 2
. . 2.g
2 .H 1
T1 2 (6.12)
. . 2.g.H1
V i .H1: Th tích ch t l ng ch y ra kh i bình ch a
- Trong tr ng h p n u H1 không i s tháo cl ul ng là: Q . 2.g.H 1
.H1
thì: . V y: T1-2 = 2.
. . 2.g.H1
V y: Th i gian c n thi t tháo c n bình ch a ( H1) khi c t n c thay i b ng hai
l n th i gian tháo c n m t th tích t ng ng nh ng d i tác d ng c a c t n c không
i.
2. M c n c th ng l u không i, h l u thay i (làm y b ch a).
Ta quan ni m bình th hai gi ng nh
tr ng h p trên, có ngh a:
- L u l ng ra: Q = 0, l u l ng 2 2
dòng ch y vào q: dh
H1 H2
v0
1
q . 2.g. H 1 h H2’ h
.dh
Mà: dt
q
.dh
Do ó: dt
. . 2.g(H 1 h)
(6.13)
Tích phân h t H’2 n H2.
H2 H2
.dh . d H1 h
T1 2
H2 . . 2. g H 1 h . . 2.g H2 H1 h
'
H 2
. d H1 h 2. .
H1 H2 H1 H2
. . 2.g H2 H1 h . . 2.g
N u, ban u H2’ = 0, thì th i gian tháo m cn c bình th hai dâng lên b ng
m c n c bình th nh t, t c là H2’ = H1:
Bài gi ng th y l c 1 Trang 111
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
2. . H 1 2. ..H 1
T1-2 (6.14)
. . 2.g . . 2.gH 1
- Nh v y cùng i u ki n H1 và gi ng nhau, th i gian tháo c n và ch a y
bình là gi ng nhau.
VI. Dòng ch y qua vòi
1. Khái ni m: .v 02
1 1 2. g
- Vòi là m t o n ng ng n g n vào l
thành m ng có chi u dài l = (3 4)d, v i d: l
ng kính l . v0 H c
2
- Ch t l ng qua vòi co h p t i c a vào sau vc
0 0
ó m r ng ra & ch y y vòi.
- Ch co h p có chân không nên có tác c 2
d ng hút l u l ng; v i chi u dài vòi l =
(3÷4).d, thì l u l ng qua vòi l n h n qua l hck
t ng ng.
- Có nhi u hình th c vòi: Vòi hình tr ,
hình loe, g n trong, g n ngoài, vòi hình ng
dòng.
2. Vòi hình tr tròn g n ngoài
2.1. Ta c n tìm công th c tính l u l ng.
- Vi t ph ng trình Becnoulli cho m t c t 1-1 và 2-2, m t chu n qua tr c vòi.
2 2
pa .v 0 pa 2 .v
H 0 hw (6.15)
2.g 2.g
2
2 .v
H0 hw
2.g
Trong ó:
v2
+ T n th t qua l : 1 c
2.g
v2
+ T n th t t m t m t c t co h p ch y y vòi: 2
2.g
hw bao g m: 2
V i 2 1
c
2
l v
+ T n th t d c ng:
d 2.g
i vc theo v: nh ph ng trình liên t c: c.vc = .v
v c
vc v ,v i
c
2 2
1 1 l v
V y: hw 2
d 2.g
Bài gi ng th y l c 1 Trang 112
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
2 2
1 1 l v
H0 2 2
d 2.g
2 1
t: 2
1 1 l
2 2
d
V i: v 2.g.H 0
Do ó: Q v. 2.g.H 0 = . 2.g.H 0 (6.16)
(Vì dòng ch y qua vòi t i c a ra không có co h p = 1 nên = ).
Trong ó : - H s l u l ng ch y qua vòi, v i vòi có chi u dài l= (3÷4)d, thì ~ 0,82
2.2. Nh n xét:
a. - Khi ch y qua l :
1
vaì 0,61 .
1 q .läù
- Khi ch y qua vòi trong tr ng h p n y:
1
våïi 0,82
2
1 1 l
2 2
d
Nh v y: H s l u l ng ch y qua vòi l n h n h s l u l ng ch y qua l g p
0,82
1,34 l n.
0,61
b. Xem xét hi n t ng chân không trong vòi.
- Vi t ph ng trình Becnoulli cho m t c t 1-1 và c-c, v i m t chu n qua tr ng tâm
vòi:
2 2
pa .v 0 pC .C v C
H 0 h1 C
W (6.17)
2.g 2.g
pC pa pC 2
C. v C v2
hC
ck
ck
ql . C H0
2g 2g
2
2
v v
Vì: v . 2 gH 0 .H 0 ; Ta l i có: vC
2g
Thay vào trên ta c:
C. v2 v2
hC
ck 2 ql . 2
H0
.2g .2g
2 2
hC
ck 2
H0 ql . 2
H0 H0
2
Hay hC
ck H0 1 ql . 2
1
V i ql = 0,06; = 0,64 thì = = 0,82. Thay vào bi u th c trên ta có:
h C 0,75H 0 : c t n c chân không t i m t c t C-C
ck (6.18)
Bài gi ng th y l c 1 Trang 113
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
th y rõ thêm tác d ng c a chân không trong vòi iv il ul ng c a vòi ta vi t:
2 2
pa .v 0 pC .C v C
H 0 h1 C
W
2.g 2.g
2
vC v 2 pa pC
C.
ql . C H0 hC H0ck
2g 2g
1
vC 2g h C H 0
ck
ql
QC C vC . .. 2g H 0 hC
ck . 2g H 0 hC
ck (6.19)
So v i qua l : Q läù . 2gH 0 Q voìi . 2g H 0 h ck
Nh n xét: T (6.18) ta th y: H0 càng l n thì hck càng l n..
T (6.19) ta th y: hck càng l n thì Qvòi càng l n
Tuy v y, n u hck mà t ng quá, không khí bên ngoài theo c a ra chui vào phá v chân
không, do ó ph i có hck n m trong gi i h n cho phép, trong i u ki n bình th ng, ta l y
[hck] = 7 m.
Suy ra: 7 = 0,75.H0 Nh v y c t n c tác d ng gi i h n trong bình là:
7 ,0
H ogh 9m
0,75
V y, i u ki n vòi hình tr g n ngoài làm vi c n nh là:
l = (3 4)d
H0 9 m ho c hck 7 m
Dùng vòi hình tr g n ngoài có th t ng l u l ng c 32% so v i dùng l nh thành
m ng.
Bài gi ng th y l c 1 Trang 114
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
B - DÒNG TIA
VII. Phân lo i, tính ch t dòng tia
1. nh ngh a
- Dòng tia là dòng ch y không b bao b c b i thành r n. Có hai lo i dòng tia:
+ Dòng tia ng p là dòng tia chuy n ng trong môi tr ng ch t l ng cùng
lo i ho c trong không gian y n c. Ví d : C ng tháo n c thành ph vào sông.
+Dòng tia không ng p: Ch t l ng phun vào không khí.
Ví d : Vòi ch a cháy, vòi t i phun.
+ Dòng tia ng p ã c nghiên c u t ng i nhi u so v i dòng tia không
ng p.
- Tr ng thái ch y trong dòng tia có th là ch y t ng ho c ch y r i, nh ng th ng
g p trong th c t là tr ng thái ch y r i. D i ây ta ch c p n tr ng thái ch y r i c a
dòng tia.
2. Dòng tia ng p.
C u t o c a dòng tia, d a vào s phân tích phân b l u t c trên nh ng m t c t
ngang c a dòng tia, bao g m:
a. Khu lõi ho c khu t c không i: B t u t m t c t u mi ng vòi, nh d n và k t
thúc m t c t t i ó ch có t c tr c dòng tia b ng t c u0. Thí nghi m ch ng minh
r ng ng gi i h n này là m t ng th ng.
b. Khu t ng biên gi i: Là khu có t c liên t c bi n i cho t i n i có t c b ng
không. ng n i các i m t c b ng không là ng phân chia.
Thí nghi m ch ng t ng phân chia là m t ng th ng.
Theo chi u dài c a dòng tia, có th chia làm hai o n:
a. o n u: T m t c t u n m t c t quá t c là m t c t k t thúc khu lõi. Trong
ph m vi hai ng phân chia o n u có hai khu: khu lõi và khu t ng biên gi i.
b. o n c b n: T m t c t quá tr i trong ph m vi hai ng phân chia; o n c b n
ch bao g m t ng biên gi i; t c t i tr c dòng tia gi m d n.
Giao i m c a hai ng phân chia g i là i m c c c a dòng tia.
Bài gi ng th y l c 1 Trang 115
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
a. V s bi n thiên c a t c trên tr c dòng tia. Trong o n u, t c gi không i và
b ng t c u0 t i m t c t u. Trong o n c b n, thí nghi m ch ng t r ng t c u1
trên tr c dòng tia cách m t c t u l bi n thiên theo quy lu t hyperbol:
Trong ó: d0 : ng kính c a dòng tia m tc t u.
: H s th c nghi m.
l : Kho ng cách t i m xác nh n mi ng vòi.
Ta th y: l càng dài, u1 càng gi m n m t lúc nào ó u1 không có tác d ng và s b ng t c
môi tr ng.
Trong nh ng dòng tia phun vào không gian y không khí:
- Theo nh ng thí nghi m c a Milovit: = 6
- Theo thí nghi m c a Ab ramôvit:
(6-19)
Trong nh ng dòng tia phun vào không gian yn c:
- Theo thí nghi m c a Cônôva l p
(6-20)
b. Trong tr ng h p phân b ut c m t c t u, áp l c trong dòng tia b ng áp l c
c a môi tr ng xung quanh. ó là m t k t lu n quan tr ng làm c s nghiên c u cho
nhi u v n v dòng tia ch y ng p.
3. Dòng tia không ng p
a. K t c u: Xét m t dòng tia n c không ng p hay còn g i là dòng tia t do, t ng hình
tròn phun vào không khí, ta có th chia dòng ra làm 3 ph n:
-Ph n liên k t ch t: Trong ph n này, dòng tia còn gi nguyên hình tr : các h t ch t
l ng v n liên k t ch t nên ch t l ng v n liên t c, không có nh ng khu b không khí l n
vào.
-Ph n r i r c: Trong ph n này, s liên t c c a ch t l ng b phá ho i, dòng tia m
r ng, b t u có nh ng h t n c l n.
-Ph n m a b i: Trong ph n này, dòng tia g m nh ng h t n c r t nh , riêng bi t.
Sau ây là m t vài công th c tính toán v dòng tia không ng p i v i dòng tia
phun ra th ng ng, d a vào k t qu thí nghi m:
cao c a o n liên k t ch t Hk tính t mi ng vòi phun, tính theo:
(6-21)
Bài gi ng th y l c 1 Trang 116
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
v2
Trong ó : H là c t n c t i mi ng vòi, có th l y H
2g
v: T c mi ng vòi, h s thí nghi m, ph thu c ng kính d c a vòi .
, d tính b ng m
Hc là cao c a dòng tia, t c kho ng cách t mi ng vòi n n i mà dòng tia
không phun lên cao h n n a c:
: H s thí nghi m, ph thu c Hc tính theo b ng sau ây:
Hc (m) 7 9.5 12 14.5 17.2 20 22.9 24.5 26.8
0.84 0.84 0.835 0.825 0.815 0.805 0.79 0.785 0.76
i v i dòng tia phun nghiêng, các
k t qu nghiên c u còn ít.
b. Nh ng c tính ng l c
h c c a dòng tia
- Cho dòng tia tác ng
vào v t ch n. Dòng tia i theo
gi i h n v t ch n t o ra các
v n t c v1,, v2 theo các nhánh
1,2; và v1 t o ra góc 1 và v2
t o ra góc 2 v i tr c ng
n m ngang.
vo: T c t i mi ng vòi
so v i chi u ngang tr c vòi
P: ph n l c c a thành
r n, l p v i ph ng ngang m t
góc
- Ta vi t ph ng trình ng l ng cho o n dòng tia gi i h n b i m t c t vào 0-0
và m t c t ra 1-1 và 2-2; ng l ng trong m t giây t i nh ng m t c t ó là m0v0, m1v1
và m2v2; hình chi u c a nh ng vect ng l ng ó lên tr c N-N là m0v0, m1v1cos 1,
m2v2cos 2, xung l c tác d ng vào o n dòng tia ó là P, hình chi u c a nó lên tr c N-N
là Pcos , trong ó là góc l p b i vect ph n l c P và tr c N-N. V y theo ph ng
trình ng l ng, ta có:
m1v1cos 1+ m2v2cos 2- m0v0 = Pcos . (6-22)
- Ta dùng ph ng trình này nghiên c u m t s tr ng h p riêng.
a. Tr ng h p v t r n là m t t m ph ng t th ng góc v i tr c N-N.
Bài gi ng th y l c 1 Trang 117
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
Khi ó 1 = 2 =
/2, = . T ph ng trình trên, ta vi t l i:
P = m0v0 (6-23)
b. Tr ng h p v t r n là m t m t cong:
N u v t r n có hình hai bán c u ho c hai hình tr tròn i x ng thì 1 = 2 = , =
và ta có: R = 2m0v0
c. L c tác ng c a dòng tia vào t m ch n quay:
- Khi t m ch n quay v i t c u thì t c dòng tia tác ng lên s là:
w = v0-u v i w: T c t ng i c a dòng tia i v i t m ch n; vo: V n
t c c a dòng tia.
d. Công su t c a dòng tia i v i t m ch n:
N u v t r n di ng là m t t m ph ng, ng l ng b ng . .v o .( v o u ) . Xung l c
P tác d ng vào t m ph ng ó b ng:
P = v0 (v0-u).
Và sinh ra m t công su t là:
N = Pu = v0(v0-u)u
Ta có công su t c c i khi:
dN vo
v o 2u 0 u
du 2
Lúc ó tr s công su t c c i là:
vo vo . .v 3 o
N max . .v o ( v o )
2 2 4
Bi t r ng ng n ng trong m t giây c a dòng tia b ng:
E
Ta th y: N max
2
K t lu n:
N
- Cánh quay ph ng vuông góc v i dòng tia thì: N max ,
2
V i N: Công su t dòng tia.
- Khi cánh quay có 1 2 180 o v i l c R=2movo, thì t n d ng c h t công
su t dòng tia N max N .
Bài gi ng th y l c 1 Trang 118
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
Câu h i:
1. Khái ni m chung và cách phân lo i dòng ch y qua l ?
2. L p công th c xác nh v n t c, l u l ng dòng ch y t do n nh qua l nh
thành m ng ?
3. L p công th c xác nh v n t c, l u l ng dòng ch y ng p n nh qua l to, nh
thành m ng?
4. L p công th c xác nh v n t c, l u l ng dòng ch y t do n nh qua l to
thành m ng?
5. L p công th c xác nh v n t c, l u l ng dòng ch y qua vòi?
6. Trong tr ng h p nào vòi có l u l ng l n h n dòng ch y qua l , vì sao ?
7. Nêu hi n t ng chân không xu t hi n trong vòi t ó xác nh c t n c cho phép?
8. L p công th c xác nh th i gian tháo và làm y b ch a?
9. nh ngh a dòng tia, phân lo i dòng tia, nêu nh ng c tính ng l c h c c a dòng
tia và nêu vài ng d ng c a nó ?
10. Hãy nêu ra nh ng nh n xét khi thi t l p công th c tính l u l ng dòng ch y ra
kh i l , vòi ?
BÀI T P
Bài 1. Hai l tròn thành m ng có cùng ng kính d=6cm thành bình l n ch a n c, l
d i cách áy m t kho ng a1=20cm, kho ng cách hai tâm l a2=50cm. Xác nh chi u
sâu c a n c trong bình b ng bao nhiêu t ng l u l ng thoát ra hai l là Q=23l/s.
h a2
a1
Bài 2. Xác nh l u l ng n c ch y ra
kh i b ch a kín theo m t ng có ng po
kính thay i. Cho bi t: po =0,2 at (áp su t
d ), H=0,8m, ng kính và chi u dài
các o n ng: d1=70mm, l1=5m; H
d2=100mm, l2=7,5m; d3=50mm, l3=4m;
h s s c c n ma sát c a các ng l1,d 1 l2,d 2 l3,d Khóa
=0,028; h s t n th t c a khoá k =3,0
Bài gi ng th y l c 1 Trang 119
- Khoa Xáy D ng Th y l i - Th y i n B môn C S K Thu t Th y L i
TÀI LI U THAM KH O
1. Nguyen The Hung, Hydraulics, Vol. 1, NXB Xay Dung 2006.
2. Nguyen Canh Cam & al., Thuy luc T1, T2, NXB Nong Nghiep 2000.
3. Hoàng V n Quý, Thuy Luc và Khí ng l c, NXB KHKT 1997.
4. Nguyen Tai, Thuy Luc T1, NXB Xay Dung 2002.
5. Doughlas J. F. et al., Fluid Mechanics, Longman Scientific & Technical
1992.
6. Edward J. Shaughnessy et al., Introduction to Fluid Mechanics, Oxford
University Press 2005.
7. Frank M. White, Fluid Mechanics, McGrawHill 2002.
8. John A. Roberson & Clayton T. Crowe, Engineering Fluid Mechanics, John
wiley & Sons, Inc 1997.
9. Philip M. Gerhart et al., Fundamental of Fluid Mechanics, McGrawHill
1994.
Website tham kh o:
http://gigapedia.org
http://ebookee.com.cn
http://www.info.sciencedirect.com/books
http://db.vista.gov.vn
http://dspace.mit.edu
http://ecourses.ou.edu
http://www.dbebooks.com
The end
Bài gi ng th y l c 1 Trang 120
nguon tai.lieu . vn
