Bài giảng Cơ lưu chất - Trường Đại học Bách khoa TP.HCM

Chương 1: MỞ ĐẦU
5BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
CLC nghiên cứu các quy luật của chất lỏng và chất khí ở trạng thái tĩnh (fluid statics) và động (fluid
dynamics); sự tương tác giữa lưu chất với chất rắn hoặc với lưu chất khác ở các mặt biên
(boundaries).
6BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Phạm vi ứng dụng
47BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Phạm vi ứng dụng
1.2. Các tính chất cơ bản của lưu chất
8BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
 Sự khác nhau giữa lưu chất và chất rắn?
 Sự khác nhau giữa chất lỏng và chất khí?
Fluid
- Là môi trường liên tục
- Được cấu tạo từ các phân
tử có lực liên kết yếu
- Có tính chảy được
(không chịu lực kéo, lực
cắt và không có hình dạng
riêng)
51.2. Các tính chất cơ bản của lưu chất
9BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Khối lượng riêng, thể tích riêng, trọng lượng riêng và tỷ khối
 Khối lượng riêng
 Thể tích riêng
 Trọng lượng riêng
(γn,40C = 9810 N/m
3 = 1000 kG/m3)
 Tỷ khối
n

 
10BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Tính nén được (compressibility)
 Chất lỏng
Hệ số nén (hệ số co thể tích): sự giảm tương đối của thể tích chất lỏng ứng với sự tăng áp 
suất lên 1 đơn vị áp suất
(m2/N)
Suất đàn hồi 
hay (N/m2) Kn = 2,2.109 N/m2
Hầu hết các chất lỏng rất khó nén nên xem như là lưu chất không nén (chất lỏng còn có 
thể coi như không co giãn dưới tác dụng nhiệt độ)
dp
V/dV
β 0p 
dV
dp
VK 0 

d
dp
K 
 Chất khí (lý tưởng)
Kelvin scale: 
Hằng số chất khí: R = 287,1 J/(Kg.oK)
Áp suất tuyết đối: ρ (N/m2)
611BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Tính nhớt (viscosity)
- tính chất nảy sinh ra sức ma sát trong (ứng suật tiếp chuyển động giữa các lớp chất lỏng
chuyển động
- chất lỏng giữa 2 tấm phẳng (thí nghiệm độ nhớt – ma sát)
-Định luật Newton về ma sát nhớt
Lực ma sát: 
Hệ số nhớt động lực học (hs nhớt)
Hệ số nhớt động học
12BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Tính nhớt (viscosity)
- Độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ
Chất lỏng
Chất khí
713BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Tính nhớt (viscosity)
- Lưu chất Newton và phi Newton
Lưu chất tuân theo định luật ma sát trong của
Newton gọi là chất lỏng thực hoặc chất lỏng
Newton. Những chất lỏng (như chất dẻo, sơn,
hồ,) cũng chảy nhưng không tuân theo ĐL
Newton gọi là chất lỏng phi Newton.
Lưu chất lý tưởng: hoàn toàn không có tính
nhớt (μ = 0 hay τ = 0).
14BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Sức căng bề mặt (surface tension)
∆P: chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài lưu 
chất
σ: sức căng bề mặt (N/m)
815BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Hiện tượng mao dẫn (capillary effect)
16BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp suất hơi (vapor pressure)
-Áp suất hơi bão hòa = áp suất bên trong chất lỏng : xuất
hiện sự sôi
-Áp suất hơi bão hòa > áp suất ở một khu vực nào đó của
dòng chảy: gây sự sôi cục bộ làm xuật hiện các bọt khí
(cavitation)
Sự biến mất đột ngột các đám bọt gây phá hủy bề mặt một 
mẫu nhôm 16mm x 23mm.
9Bài tập
17BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
References
• BM Cơ lưu chất. Giáo trình Cơ lưu chất. Trường ĐH Bách Khoa TPHCM (lưu hành nội bộ).
• Nguyễn Thị Bảy. Bài giảng Cơ lưu chất và các ví dụ tính toán. Trường ĐH Bách Khoa TPHCM
(lưu hành nội bộ).
• Y. A. Çengel & J. M. Cimbala. Fluid mechanics – Fundamentals and applications. Mc Graw Hill,
2006.
• P. K. Kundu, I. M. Cohen and D. R. Dowling. Fluid mechanics (fifth edition). Elsevier, 2012
18BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
1CƠ LƯU CHẤT
Trường Đại học Bách Khoa TPHCM
Khoa Kỹ thuật Xây Dựng – BM Cơ lưu chất
TS. Võ Thị Tuyết Giang
(Fluid mechanics)
2.1. Áp suất thủy tĩnh
Chương 2: TĨNH HỌC LƯU CHẤT
2BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Áp suất thủy tĩnh trung bình:
A
F
ptb



A
F

Tĩnh học lưu chất: lưu chất ở trạng thái CB
1 bar = 105 Pa = 0,1 MPa = 100 kPa
1 atm = 101325 Pa
1 at = 1 kgf/cm2 = 98066,5 Pa = 10m H20 = 735 mmHg
= 0,96784 atm
23BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp suất tại một điểm là như nhau theo mọi phương.
- Áp suất tại 1 điểm trong lưu
chất:
A
F
p
A


0
lim


4BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Tính chất cơ bản của áp suất thủy tĩnh:
• tác dụng thẳng góc với diện tích chịu lực và hướng vào diện
tích ấy
• trị số tại 1 điểm bất kỳ không phụ thuộc hướng đặt của diện
tích chịu lực tại điểm này
Giải thích?
35BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp suất tại các điểm bên trong bình chứa chỉ phụ
thuộc độ sâu h, không phụ thuộc hình dạng bình.
- Sự thay đổi áp suất theo độ sâu:
2.2. Sự cân bằng của chất lỏng trọng lực
6BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-PT cơ bản của thủy tĩnh học: quy luật phân bố áp suất thủy tĩnh
hpp  0
- Chất lỏng trọng lực: khi lực thể tích td vào chất lỏng chỉ là trọng 
lực
const
p
z
p
z 

0
0
-Mặt đẳng áp của chất lỏng trọng lực: z = const (mp nằm ngang)
-Định luật bình thông nhau:
Nếu 2 bình thông nhau đựng chất lỏng khác nhau và có
áp suất trên mặt thoáng bằng nhau, độ cao của chất
lỏng ở mỗi bình tính từ mặt phân chia 2 chất lỏng đến
mặt thoáng sẽ tỷ lệ nghịch với trọng lượng đơn vị của
chất lỏng.
1
2
2
1



h
h
47BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Định luật Pascal:
Đối với lưu chất trong bình kín, áp suất tại mọi điểm tăng lên 1 lượng giống
nhau.
Ứng dụng: hydraulic lift
8BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Áp suất tuyệt đối, áp suất khí quyển, áp suất chân không và áp
suất dư
59BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
 Áp suất tuyệt đối (áp suất toàn phần):
 Áp suất dư (áp suất tương đối): 
Nếu áp suất tại mặt thoáng là áp suất khí quyển:
 Áp suất chân không:
-Nếu p là áp suất tuyệt đối:
-Nếu p là áp suất dư:
Hhzvàh
p
tuyettuyet 
'Hhzvàh
p
dudu 

H: cột nước thủy tĩnh (độ cao đo áp) tuyệt đối
H’: cột nước thủy tĩnh (độ cao đo áp) dư
10BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Đo áp suất khí quyển
Ống đo áp chữ L Ống đo áp chữ U
62.3. Áp lực thủy tĩnh
11BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp lực tác dụng lên bề mặt phẳng, ngập trong chất lỏng
 Độ lớn = áp suất tuyệt đối tại trong tâm diện tích phẳng x diện tích
 Tâm áp lực: 
2.3. Áp lực thủy tĩnh
12BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp lực tác dụng lên bề mặt phẳng, ngập trong chất lỏng
 Trường hợp bề mặt phẳng HCN 
Mp nghiêng:
Mp nằm ngang (s = 0):
72.3. Áp lực thủy tĩnh
13BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp lực tác dụng lên bề mặt phẳng, ngập trong chất lỏng
 Trường hợp nhiều loại chất lỏng
Với:
2.3. Áp lực thủy tĩnh
14BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Áp lực tác dụng lên bề mặt cong
82.4. Lực đẩy Archimèdes
15BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Một vật rắn ngập hoàn toàn trong chất lỏng chịu tác dụng của một lực hướng lên 
trên, có trị số bằng trọng lương khối chất lỏng bị vật rắn chiếm chỗ.
rZ gWP 
2.5. Sự cân bằng của một vật trong lưu chất
16BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
917BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
[Y. A. Çengel & J. M. Cimbala. Fluid mechanics – Fundamentals and applications. Mc Graw Hill, 2006]
Bài tập
18BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
1Chương 3: ĐỘNG HỌC LƯU CHẤT
2BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Động học lưu chất (fluid kinematics): mô tả chuyển động của lưu chất
mà không cần thiết phải xét đến lực và mômen gây ra chuyển động
đó.
“Satellite image of a hurricane
near the Florida coast; water
droplets move with the air,
enabling us to visualize the
counterclockwise swirling motion.
However, the major portion of the
hurricane is actually irrotational,
while only the core (the eye of the
storm) is rotational.”
[Y. A. Çengel & J. M. Cimbala. Fluid mechanics –
Fundamentals and applications. Mc Graw Hill, 2006]
3BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Hệ thống tọa độ được xác định trong không gian, chuyển động của
thể tích lưu chất được mô tả bằng vị trí của các phần tử lưu chất
theo thời gian.
3.1. Hai phương pháp mô tả chuyển động của lưu chất
3.1.1. Phương pháp Lagrange
24BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
x0, y0, z0 và t: biến số
Lagrange
 
 
  




































dt
du
a
dt
du
a
dt
du
a
dt
dz
u
dt
dy
u
dt
dx
u
t,z,y,xzz
t,z,y,xyy
t,z,y,xxx
z
z
y
y
x
x
z
y
x
000
000
000
Nhận xét:
-Các yếu tố chuyển động chỉ phụ thuộc vào thời gian, VD: u=at2+b
-Ưu điểm: mô tả chuyển động một cách chi tiết.
-Khuyết điểm: phức tạp, số lượng phương trình lớn.
-PVSD: dùng trong một số trường hợp đặc biệt như nghiên cứu sự
truyền sóng.
5BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Trong một hệ tọa độ xác định, chuyển động của lưu chất được mô tả
bằng vận tốc của các phần tử lưu chất tại mỗi vị trí theo thời gian.
3.1.2. Phương pháp Euler
 
 
  












ña ï o Quyõ
toá c Gia
tzyxuu
tzyxuu
tzyxuu
zz
yy
xx
,,,
,,,
,,,
Nhận xét:
-Ưu điểm: ít phương trình tính toán
-Khuyết điểm: không cho thấy rõ cấu trúc của chuyển động.
-PVSD: rộng rãi hơn PP Lagrange, thường được sd để nghiên cứu.
-Phương trình vi phân của đường dòng:
(chuyển động ổn định và không ổn định)
x, y, z và t: biến số Euler
zyx u
dz
u
dy
u
dx

36BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Ví dụ 1:
Viết pt đường dòng đi qua điểm A có tọa độ (2;4;8) biết: ux = x
2, uy =
y2, uz = z
2.
- Ví dụ 2:
Viết pt đường dòng biết:
ĐS:
x
y
dx
dy
8,05,0
8,05,1



7BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Quỹ đạo: đường đi của một phần tử chất lỏng trong không gian.
-Ðường dòng: đường cong tại một thời điểm cho trước, đi qua các
phần tử chất lỏng có vectơ lưu tốc là những tiếp tuyến của đường ấy.
3.2. Các khái niệm
3.2.1. Quỹ đạo (pathlines) và đường dòng (streamlines)
-Đường dòng có thay đổi theo t?
-Ðường dòng ≡ quỹ đạo?
-Hai đường dòng có thể giao nhau?
tiếp xúc nhau?
dt
u
dz
u
dy
u
dx
zyx

zyx u
dz
u
dy
u
dx

48BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Ống dòng: bề mặt dạng ống tạo bởi vô số các đường dòng cùng đi
qua một chu vi khép kín.
-Dòng nguyên tố: khối lượng chất lỏng chuyển động ở trong không
gian giới hạn bởi ống dòng gọi dòng nguyên tố.
-Dòng chảy: môi trường liên tục bao gồm vô số dòng nguyên tố.
3.2.2. Ống dòng (streamtubes), dòng chảy
M
Quỹ đạo
Đường dòng
Đường dòng
Ống dòng
9BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Mặt cắt ướt (A): mặt cắt thẳng góc với tất cả các đường dòng
Các đường dòng //: mc ướt là mp
Các đường dòng không //: mc ướt là mặt cong
-Chu vi ướt (P): bề dài của phần tiếp xúc giữa chất lỏng và thành rắn.
-Bán kính thủy lực (R)
Tính bán kính thủy lực của:
• Kênh dẫn HCN có bề rộng b, chiều sâu nước
trong kênh h
• Kênh dẫn hình thang có bề rộng đáy b, độ dốc
mái m và chiều sâu nước trong kênh h
• Ống dẫn tròn có đường kính d, nước luôn chảy
đầy ống (dòng chảy có áp)
3.2.3. Mặt cắt ướt, chu vi ướt, bán kính thủy lực
P
A
R
510BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Lưu lượng (Q): thể tích chất lỏng đi qua một mặt cắt ướt trong một
đơn vị thời gian (m3/s, l/s)
-Vận tốc trung bình tại mặt cắt (V):
3.2.4. Lưu lượng, vận tốc trung bình tại mặt cắt
A
udA
Vhay
A
Q
V A


Nx: lưu lượng = thể tích hình trụ có đáy là mặt cắt ướt, và
chiều cao là vận tốc trung bình của mặt cắt ướt.
11BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
-Chuyển động của lưu chất lý tưởng (µ=0)
-Chuyển động của lưu chất thực (µ≠0)
• Chuyển động tầng: các phần tử lưu chất chuyển động trượt
lên nhau thành từng tầng, từng lớp, không xáo trộn lẫn nhau
• Chuyển động rối: các phần tử lưu chất chuyển động hỗn
loạn, các lớp lưu chất xáo trộn vào nhau
L: độ dài đặc trưng của dòng chảy
ống tròn
3.3. Phân loại chuyển động
3.3.1. Theo ảnh hưởng của độ nhớt
- Re ≤ 2300: dòng chảy tầng
- 2300 < Re < 104: dòng chảy chuyển
tiếp từ chảy tầng sang chảy rối
- Re ≥ 104 : dòng chảy rối



VD
Re 
VD



VL
Re 
VL
612BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Thí nghiệm Reynolds
- Re ≤ 2300: dòng chảy tầng
- 2300 < Re < 104: dòng chảy chuyển
tiếp từ chảy tầng sang chảy rối
- Re ≥ 104 : dòng chảy rối
13BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Số Mach (c: vận tốc truyền âm)
• Ma <0.3: dòng chảy không bị nén (lực nén lên dòng chảy không
đáng kể, có thể bỏ qua)
• Ma < 1: dòng chảy dưới vận tốc âm thanh
• Ma ~ 1: chế độ lân cận vận tốc âm thanh. Thường trong chế độ
này thường xuất hiện các vùng dưới âm thanh, và vùng siêu âm
cục bộ. Chế độ này là chế độ không tối ưu cho các phương tiện
bay vì lực cản tăng lên đột ngột so với các chế độ khác. Giá trị
Mach trong phạm vi từ 0,8 đến 1,2 thường được xếp vào chế độ
này.
• Ma > 1: dòng chảy siêu thanh
• Ma >> 1: dòng chảy cực siêu thanh. Thường thì khi Ma > 5 sẽ
xuất hiện các biến đổi hóa tính của môi trường như ion hóa chất
khí.
3.3.2. Theo mức độ chịu nén 
c
V
Ma 
714BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Chuyển động ổn định: không phụ thuộc vào thời gian
- Chuyển động không ổn định: phụ thuộc vào thời gian
3.3.3. Theo thời gian
0 t
0 t
- Chuyển động 1D (u  0; v = w = 0)
- Chuyển động 2D (u  0; v  0; w = 0)
- Chuyển động 3D (u  0; v  0; w  0)
3.3.4. Theo không gian
15BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
3.4. Gia tốc phần tử lưu chất
3.4.1. Theo Lagrange
t
u
dt
ud
a)t,z,y,x(uu 000





3.4.2. Theo Euler
   
löuñoáiphaànthaønh
boä-t.ph.cuïc
z
u
u
y
u
u
x
u
u
t
u
dt
du
a
z
u
u
y
u
u
x
u
u
t
u
dt
du
a
z
u
u
y
u
u
x
u
u
t
u
dt
du
a
z
z
z
y
z
x
zz
z
y
z
y
y
y
x
yy
y
x
z
x
y
x
x
xx
x




































816BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
3.5. Phân tích chuyển động của lưu chất
- Trong hệ trục tọa độ Oxyz, xem vận tốc uA=f(x,y,z) của điểm
A(x,y,z) đã biết. Vận tốc uH của điểm H(x+dx, y+dy, z+dz):
- Khai triển theo cấp số Taylo và bỏ đi những số hạng vô cùng nhỏ có
bậc cao hơn bậc nhất, ta có:
vận tốc biến dạng dài
vận tốc biến
dạng góc và
vận tốc quay
vận tốc chđ tịnh tiến
17BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
Định lý Hemholtz
- Chuyển động của 1 phần tử chất lỏng có thể phân tích thành 3 dạng: chuyển động
tịnh tiến, chuyển động quay và chuyển động biến dạng.
Một chuyển động
không quay: 
ωx= ωy= ωz=0
918BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Dòng chảy mà các phần tử chất lỏng không có chuyển động quay đơn thuần: gọi
là chuyển động không xoáy hoặc chuyển động thế.
Trong chuyển động thế:
- Dòng chảy mà các phần tử chất lỏng có chuyển động quay đơn thuần: gọi là
chuyển động xoáy.
VD: Trong chuyển động ổn định của chất lỏng, mỗi phần tử chất lỏng có lưu tốc
u(x,y,z) được xđ bởi các thành phần: ux=2xy, uy=2yz, uz=2zx.
Chuyển động này có xoáy hay không xoáy?
19BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
3.6. Phương trình liên tục
-
Chất lỏng không nén được (ρ=const):
- Bảo toàn khối lượng: ΣQm vào = ΣQm ra
Σ(ρVA)vào = Σ(ρVA)ra
Chất lỏng không nén được (ρ=const):
ΣQ vào = ΣQ ra (hay Q=const)
Σ(VA) vào = Σ(VA) ra
- Ở trạng thái dừng, trên một ống dòng, lưu lượng chảy qua chất lỏng không đổi
qua mọi tiết diện của ống dòng nơi nào có tiết diện nhỏ thì vận tốc chảy lớn.
- PT liên tục thuộc loại PT động học chất lỏng nên dùng được cho cả chất lỏng lý
tưởng và chất lỏng thực.
0









z
u
y
u
x
u
udiv z
yx
2211 AVAV 
10
VD1: Viết PT liên tục của phần tử chất lỏng có lưu tốc điểm
u(x,y,z,t) có các thành phần sau: ux=2x
2+y, uy=2y
2+z, uz=2z
2+x.
VD2: h0 = 1,2m ; Dtank = 0,9m ; vận tốc tb của dòng chảy là
Djet = 0,15m.
Xác định thời gian cần thiết để mực nước trong đài hạ từ mức 0,6m
xuống đáy đài (ban đầu đài đầy nước).
20BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
ghv 2
References
• BM Cơ lưu chất. Giáo trình Cơ lưu chất. Trường ĐH Bách Khoa TPHCM (lưu hành nội bộ).
• Nguyễn Thị Bảy. Bài giảng Cơ lưu chất và các ví dụ tính toán. Trường ĐH Bách Khoa TPHCM
(lưu hành nội bộ).
• Y. A. Çengel & J. M. Cimbala. Fluid mechanics – Fundamentals and applications. Mc Graw Hill,
2006.
• P. K. Kundu, I. M. Cohen and D. R. Dowling. Fluid mechanics (fifth edition). Elsevier, 2012
21BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
PT Động lượng
- Ðạo hàm của động lượng của một vật thể đối với thời gian bằng
hợp lực những ngoại lực tác dụng vào vật thể.
Động lượng trong thể tích kiểm soát:
với : động lượng đơn vị
1BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
PT động lượng:
PT Động lượng cho dòng chảy ổn định của lưu chất 
không nén được
2
2
1
1
Sn
A2
A1
un=0
n

n

u

u

- Xét thể tích kiểm soát là đoạn dc giữa 2 mc 1-1 và 2-2:
ĐL ra ĐL vào Tổng lực
2BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
- Hệ số α0 : hs sửa chữa động lượng, là tỷ số giữa động lượng thực của
đoạn dc và động lượng của đoạn dòng đó tính theo lưu tốc trung bình mc.
0 tầng= 4/3
0 rối =1,02-1,05
Vậy trong dòng chảy ổn định, sự biến thiên của động lượng của đoạn
dòng chảy trong đơn vị thời gian bằng hợp lực các ngoại lực (lực khối
và lực mặt) tác dụng vào đoạn dòng trong đơn vị thời gian ấy.
G

V2,Q2
F
3BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
111333222
' VQVQVQFG

 
(*)111333222 VQVQVQFG

 





)3,2,1(
)(0
ivv
FGG
i
)( F

 u
V1 ,Q1
V3,Q3
F’
(*)111333222 VQVQVQFG

 
u
V1 ,Q1
V2,Q2
F’
F
4BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
V3,Q3
(*)111333222 VQVQVQFG

 
u
V1 ,Q1
V2,Q2
F’
F
5BG Cơ lưu chất - TS. Võ Thị Tuyết Giang
V3,Q3
CƠ LƯU CHẤT
Trường Đại học Bách Khoa TPHCM
Khoa Kỹ thuật Xây Dựng – BM Cơ lưu chất
TS. Võ Thị Tuyết Giang
Chuyên đề: Tính toán thuỷ lực mạng lưới vòng
 Phân loại MLCN
Tr¹m b¬m
§µi n­íc
Sơ đồ mạng 
lưới cụt
Tr¹m b¬m
§µi n­íc
q
tt
q
tt
nót
q
Q
Sơ đồ mạng 
lưới vòng
 Xác định lưu lượng nước tính toán
Giả thiết
- Các điểm lấy nước với Q tương đối lớn: xem như là các 
điểm lấy nước tập trung → qtr
- Các điểm lấy nước nhỏ còn lại: xem như là các điểm lấy 
nước dọc đường → qdđ
- Các điểm lấy nước dọc đường được xem như có lưu 
lượng như nhau và phân bố dọc theo đường ống chính và 
ống nối.
-Trong quá trình làm việc, lưu lượng nước lấy ra từ các 
điểm trên mạng lưới xem như thay đổi theo cùng 1 tỷ lệ 
như trong biểu đồ tiêu thụ nước.
Lưu lượng dọc đường đơn vị qdv
 Xác định đường kính ống
Tốc độ kinh tế Vk trong các ống cấp nước
D, mm Vk, m/s Vtb, m/s D, mm Vk, m/s Vtb, m/s
100
150
200
250
300
0,15-0,86
0,28-1,15
0,38-1,47
0,38- 1.43
0,41-1,52
0,50
0,70
0,90
0,90
1,00
350
400
450
500
600
0,47-1,58
0,50-1,78
0,60-1,94
0,70-2,10
0,95-2,60
1,00
1,10
1,30
1,40
1,80
Tính toán thủy lực mạng lưới vòng
Cơ sở tính toán mạng lưới vòng
- Chấp nhận phương pháp gần đúng trên cơ sở thiết lập 2 loại phương
trình sau:
PT loại 1: Σqnút = 0
PT loại 2: Σhvòng = 0
- Để tính toán:
• Sơ bộ phân bố lưu lượng tt cho từng đoạn ống trên mạng lưới
sao cho thỏa PT1.
• Xác định đường kính ống
• Điều chỉnh dần lưu lượng ở mỗi đoạn ống để thỏa PT2
Tính toán thủy lực mạng lưới vòng
Trình tự tính toán mạng lưới vòng
- Vạch tuyến mạng lưới cấp nước, đánh số nút, sơ bộ vạch hướng
nước chảy bắt đầu từ các nguồn nước.
- Xác định tổng chiều dài toàn mạng: ΣL
- Xác định qđv, qdđ và qn của từng đoạn ống.
- Sơ bộ phân bố lưu lượng nước tt trên từng đoạn ống thỏa PT1
- Lập bảng tính thủy lực: chọn dkt, tính tổn thất áp lực theo chiều dài
hl của các đoạn ống cho từng vòng một và tính Σh của vòng đó.
- Ktra lại tổn thất áp lực trong mỗi vòng theo PT2.
- Điều chỉnh mạng lưới vòng.
Tính toán thủy lực mạng lưới vòng
Các phương pháp điều chỉnh mạng lưới vòng
B.G. Lôbachốp (Nga) và Hardy-Cross (Đức)
Tính cho 1 vòng:
ii
i
i qS
h
q
h
h
q






22
M.M.Andriyasev (Nga)
Tính cho nhiều vòng: ...
2
2
1
1 





h
q
h
q