Vật lý - Chương 1: Chuyển động một chiều của chất lỏng nén được

Chương 1: CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG NÉN ĐƯỢC.I. CÁC PT CƠ BẢN CỦA CHẤT KHÍ.1.PT trạng tháiTrong đó:  - trọng lượng riêng của chất khí  - khối lượng riêng g - gia tốc trọng trường, g=9,81m/s2 p - áp suất T - nhiệt độ tuyệt đối R - hằng số chất khí, (R=29,27m/độ với không khí)I. CÁC PT CƠ BẢN CỦA CHẤT KHÍ.1.PT trạng tháiQuan hệ giữa các thông số trong phương trình trạng thái còn phụ thuộc tính chất chuyển động của dòng khí: đẳng áp, đẳng tích, đoạn nhiệt hay đa biến. Chương 1: CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG NÉN ĐƯỢC.CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍTừ quá trình đoạn nhiệt và phương trình trạng thái: Trong động lực học chất khí các quá trình xảy ra tương đối nhanh, không kịp trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh các quá trình đoạn nhiệt có ý nghĩa đặc biệt quan trọng!CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ2. Phương trình liên tụcViết dưới dạng vi phân tổng quátViết cho chất khí chuyển động một chiều CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ2. Phương trình liên tụcViết cho chất khí chuyển động dừngĐạo hàm và chia hai vế cho CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ3. Phương trình vi phân chuyển động Từ PTrình Navier - Stokes:P.trình chuyển động một chiều của chất khí lý lưởng: (Với ux=uy=0; uz= v )Chuyển động không dừngChuyển động dừngCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ4. Phương trình Bécnuli Từ PT chuyển động dừng:Z=-g HayLấy tích phân:CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍBer cho quá trình đa biến:HayThế năng đơn vịĐộng năng đơn vịCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍzv2x2211v15. PT năng lượngTổng công nhiệt và các công của áp lực bằng tổng công cơ học, công ma sát và công để làm tăng thế năng, nộI năng và động năng.Chia hai vế của PT cho dG: CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍNếu bỏ qua sự biến thiên vị năng nên z2-z1=0:6. PT nhiệt hàm (Entanpy):Từ PT năng lượng với Q = Qn + Qt Qt=A.Lms Nhiệt toả vào bên trong Qn Nhiệt toả ra ngoàiCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ7. PT động lượngLực của chất lỏng tác dụng lên rãnh Trong đó:- Hàm xung lực dẫn xuấtCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ1. Các thông số dòng hãm (Dòng đẳng Entrôpy xét ở v=0)II. CÁC THÔNG SỐ CỦA DÒNG KHÍ (v,a,M,v* ,S)Ber cho quá trình đoạn nhiệtMặt khácKhi v=0:Từ 3 PT:Ký hiệu: po, vo, ro, ao.2. Vận tốc cực đại, vận tốc âm.v=vmax khi i=0, khi đó:Với To=300oK, vmax=776m/s Vận tốc âm là vận tốc truyền của những kích động nhỏ trong môi trường chất khí VỚI KHÔNG KHÍ k=1,4: To=288oK: ao=341m/s Nếu M 1  v > a Dòng khí ch.động trên âmNếu M = 1  v = a Dòng khí ch.động ngang âm3. Số Mach5. Hệ số vận tốc4. Các thông số tới hạn (Dòng đẳng Entrôpy xét ở v=a)Ký hiệu: p*, v*, r*, a*.CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍQuan hệ giữa các thông sốGiữa các thông số dòng khí và thông số dòng hãmCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍQuan hệ giữa các thông sốGiữa các thông số dòng tới hạn và thông số dòng hãmTừ:CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍQuan hệ giữa các thông sốGiữa các 2 tiết diện dòng khíQuan hệ giữa  và M CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHͧ 7 - 3. CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT KHÍ TRONG ỐNG PHUNỐng phun: Chất khí trong đó có thể thay đổi chế độ chuyển động từ dưới lên trên âm hay ngược lại Các phương trình thông số của ống phun § 7 - 3. CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT KHÍ TRONG ỐNG PHUNVận tốc trong ống phun v phụ thuộc 5 thông số:Từ các phương trình trên, suy ra PHƯƠNGTRÌNH ỐNG PHUNCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍCÁC LOẠI ỐNG PHUNỐNG PHUN HÌNH HỌC (ỐNG PHUN LAVAN)CẤU TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM THUỶ LỰC CỦA ỐNG PHUN LAVANCÁC LOẠI ỐNG PHUNỐNG PHUN MỘT CHẾ ĐỘXét trường hợp vận tốc tăng dv>0. M0 (cấp khí vào, tăng G) M=1 nếu dG=0 G=constM > 1 nếu dG 0. M0 (cấp nhiệt) M=1 nếu dQ=0 Q=constM > 1 nếu dQ 0 M 0 (dòng khí sinh công)M=1 nếu dL=0 M > 1 nếu dL < 0 (dòng khí nhận công)CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍCÁC LOẠI ỐNG PHUNỐNG PHUN MA SÁTCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍKết luận: Trừ ống phun ma sát, trong những ống phun còn lại muốn tăng vận tốc dòng chảy phải có tác dụng ngược  nguyên lý "tác dụng ngược" Ngoài ra còn có các loại ống phun hỗn hợp như hình học - lưu lượng, hình học - cơ học, lưu lượng - nhiệt .v.v...CÁC LOẠI ỐNG PHUNCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHͧ7-4. CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT KHÍ TỪ BÌNH CHỨA RA. Ber 0-1:Với zo=z, vo=0 Suy ra:Đối với quá trình đoạn nhiệtVà phương trình trạng tháiCH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍVới quá trình đoạn nhiệt:Nên:CH.7 CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHͧ 7-5. TÍNH TOÁN DÒNG KHÍ NHỜ CÁC HÀM KHÍ ĐỘNG VÀ BIỂU ĐỒ Hàm khí động là biểu thức thể hiện mối quan hệ giữa các thông số với hệ số vận tốc l. Các hàm đó được ký hiệu ngắn gọn và các giá trị của chúng được tính sẵn và lập thành bảng cho những giá trị với chỉ số đoạn nhiệt k khác nhau. 1.Tính các thông số dòng khí Từ quan hệ giữa các thông số dòng chảy và dòng hãm  :Trong đó:2.Tính lưu lượng Từ quan hệ giữa các thông số dòng chảy và dòng hãm  :Vớie(l) – Hàm khí động Hàm khí động mới q(l) được xác dịnh như một đại lượng tỷ lệ với qHệ số tỷ lệ được chọn sao cho khi l=1 thì q(l)=1, khi đó:3. Tính xung lực Xung lực toàn phần của dòng Các hàm khí động: