BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH THỦY LỰC - MÁY THỦY KHÍ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2017 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Thuỷ lực - Máy thuỷ khí ThS Lê Quý Chiến (chủ biên) ThS Giang Quốc Khánh biên soạn, dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên Đại học hệ quy, ngành Kỹ thuật mỏ làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành khác Giáo trình gồm chương, trình bày lý thuyết thuỷ lực học, máy thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén Để củng cố kiến thức cho sinh viên, sau chương có số tập tiêu biểu giải mẫu số tập cho sinh viên tự giải để nâng cao kĩ tính tốn thuỷ lực, máy thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén Ở cuối giáo trình có đưa bảng đơn vị thường dùng thuỷ lực, máy thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén, bảng tra cứu, đồ thị thuỷ lực để sinh viên tham khảo học tập, đồng thời sử dụng tính tốn thiết kế lắp đặt Các tác giả vui mừng chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, lãnh đạo khoa Điện, phòng khoa nghiệp vụ bạn đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ động viên để hồn thành tốt giáo trình Trong trình biên soạn, tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình mơn học phê duyệt Bộ giáo dục Đào tạo, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy môn học nhiều năm, đồng thời có ý đến đặc thù đào tạo ngành Kỹ thuật mỏ khoa nhà trường Do trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên chắn sách không tránh khỏi thiếu sót Rất mong bạn đọc góp ý xây dựng để nâng cao chất lượng giáo trình Quảng Ninh, tháng năm 2014 Các tác giả Chương KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ THUỶ LỰC 1.1 Khái niệm chung môn học 1.1.1 Định nghĩa khoa học “Thuỷ lực”- Phạm vi ứng dụng lĩnh vực nghiên cứu khoa học thuỷ lực Thủy lực môn khoa học ứng dụng nghiên cứu quy luật cân chuyển động chất lỏng biện pháp áp dụng qui luật Phương pháp nghiên cứu môn thủy lực đại kết hợp chặt chẽ phân tích lý luận với phân tích tài liệu thí nghiệm, thực đo, nhằm đạt tới kết cụ thể để giải vấn đề thực tế kỹ thuật Những kết nghiên cứu mơn thủy lực có tính chất lý luận nửa lý luận nửa thực nghiệm, hồn tồn thực nghiệm Cơ sở mơn thủy lực học chất lỏng lý thuyết, môn nghiên cứu qui luật cân chuyển động chất lỏng, phương pháp chủ yếu việc nghiên cứu sử dụng cơng cụ tốn học phức tạp Vì vậy, mơn thủy lực cịn gọi mơn học chất lỏng ứng dụng học chất lỏng kỹ thuật Kiến thức khoa học thủy lực cần cho người cán kỹ thuật nhiều ngành sản xuất thường phải giải nhiều vấn đề kỹ thuật có liên quan đến cân chuyển động chất lỏng, đặc biệt cần thiết nước Những ngành thủy lợi, giao thông đường thủy, cầu đường, cấp nước, dầu khí, khai thác mỏ, hàng hải, hàng không, chế tạo máy đến ngành khoa học vũ trụ… cần nhiều áp dụng khoa học thủy lực, thí dụ để giải cơng trình đập, đê, kênh, cống, nhà máy thủy điện, tuốc bin, cơng trình đường thủy, nắn dịng sơng, hệ thống dẫn tháo nước, cấp nước khai thác tuyển khoáng… Trong khoa học thủy lực đại hình thành nhiều lĩnh vực nghiên cứu chuyên môn thủy lực đường ống, thủy lực kênh hở, thủy lực cơng trình, thuỷ lực - máy thuỷ lực, thủy lực sơng ngịi, thủy lực dịng thấm… Tuy nhiên, tất lĩnh vực nghiên cứu phát triển sở qui luật thủy lực chung mà người ta thường trình bày phần gọi phần thủy lực đại cương Vì thế, người kỹ thuật viên, kỹ sư, người làm công tác nghiên cứu, trước hết cần nắm vững thủy lực đại cương làm sở trước sâu vào phần thủy lực chun mơn Giáo trình bao gồm hai phần: Phần đầu chủ yếu nói thủy lực đại cương dùng cho học sinh, sinh viên ngành khác nhau; Phần hai nói thủy lực chuyên môn (máy thuỷ lực, truyền động thuỷ lực - khí nén) chủ yếu phục vụ cho học sinh sinh viên ngành kỹ thuật nói chung ngành kỹ thuật mỏ nói riêng Trước nghiên cứu qui luật chung cân chuyển động chất lỏng, cần nắm vững đặc tính học chủ yếu chất lỏng Khi nghiên cứu đặc tính qui luật chuyển động cân bằng, cần phải dùng hệ đo lường định Cho đến thường dùng hệ đo lường vật lý (CGS) hệ đo lường kỹ thuật (MkGS) Theo nghị định hội đồng phủ ngày 26/12/1964 từ ngày 1/1/1967 bắt đầu có hiệu lực “Bảng đơn vị đo lường hợp pháp nước Việt Nam dân chủ cộng hịa” Trong hệ đo lường hợp pháp đó, đơn vị đơn vị xác định sau: đơn vị độ dài mét (m), đơn vị khối lượng ki-lô-gam (kg), đơn vị thời gian giây (s) Trong giáo trình dùng đơn vị mới; để thuận tiện cho việc chuyển dần đơn vị cũ sang đơn vị mới, nêu đơn vị cũ Sau vài hệ thức đơn vị thường gặp giáo trình Đơn vị lực Niu-tơn (N); 1N = 1kg x 1m/s2 = 1mkg s- Trong hệ thống đơn vị cũ, đơn vị lực ki-lô-gam -lực, dùng kí hiệu kG để biểu thị đơn vị 1kG = 9,807N 1N = 0,102kG Đơn vị công Jun (J): 1J = 1N x 1m = 1m2kg s - Đơn vị công suất Oát (W): 1W = 1J/s = 1m2kg s - 1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển khoa học thủy lực 1.1.2.1 Thời kỳ cổ đại Loài người sống sản xuất có liên hệ mật thiết với nước Đến cịn nhiều di tích cơng trình thủy lợi mương, đập, đê, giếng … từ ba, bốn nghìn năm trước cơng ngun Ai cập, Mê - đô- pô- ta - mi, Ấn - Độ, Trung Quốc nhiều nơi khác Những kinh nghiệm, giải nhu cầu người nước chống thuỷ tai, làm thủy lợi truyền miệng từ đời sang đời khác, thủy lực thời cổ đại chưa có sở khoa học nào, người thực công trình thủy lực cách mị mẫm, tiếp cận đến mục đích 1.1.2.2 Thời kỳ cổ Hy Lạp Ở Hy Lạp năm trước công nguyên xuất số luận văn có ý định tổng kết phát triển vài vấn đề thủy lực Nhà tốn học Ácsimét (287-212 trước cơng ngun) để lại luận văn thủy tĩnh học vật nổi, có lý luận ổn định vật mà 20 kỷ sau người ta khơng có bổ sung đáng kể Cùng trường phái A-léc-dăng-đờ-ri Ác-si-mét, có Stê-di-bi-ốt phát minh máy bơm chữa cháy, đồng hồ nước, đàn nước… Phi-len-đờ-Bi-dan-xơ phát triển lý thuyết si-phôn, Hê-ron A-léc-dăng-đơ-ri miêu tả nhiều cấu thủy lực… 1.1.2.3 Thời kỳ cổ La mã Những người La mã mượn nhiều văn minh Hy lạp, tập trung sức vào chiến chinh cai trị Họ xây dựng nhiều cầu dẫn nước, phần lớn có mặt cắt chữ nhật rộng từ 0,60 đến 0,80m, cao từ 1,5 đến 2,4m, đặt nhiều hệ thống cống cấp nước chì đất nung, có đồng đá Ở đầu nguồn, đập dâng nước Họ đào nhiều giếng, biết dùng bể lắng v.v… Kỹ sư xây dựng người La mã Phờ -rôntin, cuối kỷ thứ sau công nguyên, miêu tả phương pháp đo lưu lượng vòi 1.1.2.4 Thời kỳ Trung cổ Sau sụp đổ đế chế La mã, thời kỳ dài khoảng nghìn năm, sản xuất, văn hóa, khoa học ngừng trệ, môn thủy lực không phát triển 1.1.2.5 Thời kỳ Phục hưng (Sự xuất phương pháp thực nghiệm) Trong nửa sau kỷ thứ XV kỷ thứ XVI, bắt đầu phát triển nghiên cứu thực nghiệm Thời kỳ xuất nhà bác học lỗi lạc Ý Lê-ô-na -đơ- vanhxi (1452-1529), xuất sắc lãnh vực hội họa điêu khác, âm nhạc, vật lý, giải phẫu, thực vật, địa chất, học, xây dựng, kiến trúc Về mặt thủy lực học, mặt ông thiết kế điều khiển xây dựng cơng trình nước cơng trình cảng miền Trung nước ý, mặt khác ông nghiên cứu nguyên tắc làm việc máy nén thủy lực, khí động học vật bay, phân bố vận tốc xoáy nước, phản xạ giao thoa sóng, dịng chảy qua lỗ đập…; ống phát minh máy bơm ly tâm, dù, đo gió Những cơng trình ơng viết nghìn trang thảo lưu lại nhiều thư viện Ln đơn, Pa-ri, Mi-lan, Tua-rin…Do đó, coi Lê-ơ-na-đơ-vanh-xi người sáng lập khoa học thủy lực Trong thời kỳ Phục hưng, cần kể đến công trình nhà tốn học - kỹ sư Hà lan Si-môn- Stê -vin (1548 - 1620) phát triển thủy tĩnh học, đặc biệt phân tích đắn lực tác dụng chất lỏng lên diện tích phẳng giải thích “nghịch lý thủy tĩnh học” Nhà vật lý, học thiên văn học Ý Ga-li-lê (1564-1642) sức cản thủy lực tăng theo gia tăng vận tốc gia tăng mật độ mơi trường lỏng; Ơng cịn phân tích vấn đề chân không 1.1.2.6 Thủy lực học sau thời kỳ Phục hưng, kỷ XVII đầu kỷ XVIII Tiếp theo Lê-ô-na-đơ-Vanh-xi, trường phái thủy lực Ý bật kỷ XVI XVII Cas-te-li (1517 - 1644) trình bày dạng sáng sủa ngun tắc tính liên tục Tơ-ri-xe-li (1608-1647) làm sáng tỏ nguyên tắc dòng chảy qua lỗ sáng chế áp kế thủy ngân Trường phái thủy lực Pháp bắt đầu xuất từ kỷ XVII với Ma-ri-ốt (1620-1684) tác giả sách “luận chuyển động nước chất lỏng khác”, Pa-scan (1613-1662) xác lập tính chất không phụ thuộc vào trị số áp lực thủy tĩnh hướng đặt diện tích chịu lực, giải thích triệt để vấn đề chân khơng, nguyên tắc máy nén thủy lực, nêu lên nguyên tắc Pa-scan truyền áp suất thủy tĩnh Các vấn đề thủy lực lúc nghiên cứu cách riêng rẽ, chưa liên hệ với thành hệ thóng có đầy đủ tính khoa học; phải đợi phát triển toán học học, có sở để đưa thủy lực học thực trở thành khoa học đại Chính thời kỳ tốn học học có tiến lớn, góp phần chuẩn bị cho phát triển thủy lực học Cần kể đến nhà toán học Pháp Đê-các-tơ (1598-1650), Pa-scan (1623-1662), nhà toán học, vật lý, thiên văn học Hà lan Huy-ghen (1629-1695), nhà toán học, học Anh Húc-cơ (1635-1703), Niu-tơn (1643-1727) nhà toán học Đức Lép-nít-dơ (1646-1716) 1.1.2.7 Thời kỳ cuối kỷ XVIII a Sự hình thành sở lý thuyết học chất lỏng đại Nhờ phát triển toán học học, sở học chất lỏng đại hình thành nhanh chóng; cơng lao trước hết ba nhà bác học, kỷ XVIII là: Đa-ni-en-Béc-nui-y, Lê-ô-na-Ơ-le Đa-lăm-be Đa-ni-en-Béc-nui-y (1700-1782) - nhà vật lý tốn học xuất sắc -sinh Gơ-rơninh-ghe (Hà lan); từ 1725 đến 1733 sống Pê-téc-bua (Nga) giáo sư viện sĩ viện Hàn lâm Pê-téc-bua; ông viết cơng trình tiếng “Thủy động lực học” (năm 1738), ơng đưa sở lý luận phương trình chuyển động ổn định chất lỏng lý tưởng, mang tên ông, mà ông lập luận cho dòng nguyên tố, theo nguyên tắc bảo tồn động Lê-ơ-na-Ơ-le (1707 -1783)-nhà tốn học, học vật lý vĩ đại - sinh Ba-lơ (Thụy sĩ), sống Pê-téc-bua từ 1727 đến 1741, từ 1766 đến hết đời, ông viện sĩ viện Hàn lâm khoa học Pê-téc-bua Ông tiếng với phương pháp nghiên cứu yếu tố thủy lực điểm cố định, gọi phương pháp Ơ-le, với phương pháp trình vi phân chuyển động chất lỏng lý tưởng mang tên ông, làm sở cho thủy động lực học, ơng khái qt phương trình vi phân liên tục Đa-lăm-be thành dạng chung dùng cho chất khí, ơng suy từ phương trình vi phân nói phương trình Béc-nui-y Ơng nghiên cứu máy thủy lực người nêu lên công thức máy tuốc-bin Đa-lăm-be (1717-1783)- nhà toán học triết học, viện sĩ viện Hàn lâm khoa học Pháp nhiều nước khác, kể viện Hàn lâm Pê-téc-bua (từ năm 1764) Ông có luận văn cân chuyển động chất lỏng Trong thời gian này, hai nhà tốn học Pháp có nhiều cống hiến cho học chất lỏng là: La-gơ-răng-giơ (1736-1813), phát triển cơng trình Ơ-le, đưa vào phương pháp nghiên cứu phần tử định chất lỏng chuyển động gọi phương pháp La-gơ-răng-giơ; ông đề khái niệm lực tốc hàm số dòng làm sở cho việc nghiên cứu chuyển động thế, viết cơng trình nghiên cứu sóng di động có độ cao vơ nhỏ kênh có độ sâu hữu hạn; La-pla-xơ (1749-1824) sáng tạo lý thuyết độc đáo sóng mặt chất lỏng lý thuyết tính mao dẫn; ơng sáng tạo tốn tử La-pla-xơ dùng thủy động lực học Những kết nghiên cứu nhà tốn học nói tạo nên sở lý thuyết cho học chất lỏng đại, kết chưa phải sử dụng trực tiếp vào thủy lực, nên có thời kỳ học chất lỏng phát triển ngành toán học với lời giải đẹp thủy lực phát triển ngành kỹ thuật với ứng dụng phong phú b Sự xuất phương hướng ứng dụng học chất lỏng (phương hướng thủy lực) Bên cạnh phương hướng lý thuyết nói học chất lỏng, xuất phương hướng ứng dụng kỹ thuật tức phương hướng thủy lực, chủ yếu trường phái thủy lực Pháp xây dựng lên Những đại diện xuất sắc trường phái là: Pi-tô (1695-1771) - kỹ sư thủy công viện sĩ viện Hàn lâm khoa học Pa-ri, sáng chế “ống Pi-tơ” để đo vận tốc dịng chảy; Se-di (1718-1798)- giám đốc trường Cầu đường, lập công thức mang tên ơng, nghiên cứu dịng chảy kênh với mục đích tìm sức cản thành rắn đáy kênh gây ra, Boóc -đa (1733-1794) - kỹ sư, nghiên cứu dịng chảy khỏi lỗ tìm “ tổn thất Bc -đa” lịng dẫn mở rộng đột ngột; Bốt -suy (1730-1814) làm nhiều thí nghiệm mơ hình để xác định sức cản dịng chảy vật ngập có hình dạng khác nhau; Đuy -boa (1734-1809) tiếng với cơng trình “ ngun lý thủy lực học” coi người sáng lập kỹ thuật thực nghiệm trưởng phái thủy lực Pháp, ơng tiến hành nhiều thí nghiệm nhằm tìm giải pháp thực tế, Ơng phân tích nhiều dòng chảy, dựa cân gia tốc trọng lực gây sức cản thành rắn; Ơng đến cơng thức tương tự Se-di ơng đưa khái niệm bán kính thủy lực, cơng trình nghiên cứu Đuy-boa có nhiều ảnh hưởng Âu- châu vào cuối kỷ XVIII đầu kỷ XIX Hai nhà thủy lực thực nghiệm thường kể đến là: giáo sư người Ý Ven-tu-ri (1746-1822) làm nhiều thí nghiệm dịng nước chảy qua vịi thiết bị dạng hội tụ khuếch tán mang tên Ông, kỹ sư người Đức Vôn-man (1757-1837) nghiên cứu lưu tốc để đo lưu lượng sông Nhờ hoạt động nghiên cứu nhà bác học, kỹ sư theo hướng thực nghiệm kỹ thuật nói trên, môn thủy lực đạt nhiều tiến số mặt chủ yếu là: - Có nhiều sáng chế dụng cụ đo lường ống đo áp, ống Pi-tô, lưu tốc kế Vônman, lưu lượng kế Ven-tu-ri… - Sử dụng mơ hình để nghiên cứu tượng thủy lực để thiết kế cơng trình; - Xây dựng cơng thức tính tốn lý thuyết kết hợp với hệ số điều chỉnh, xác định kết thí nghiệm 1.1.2.8 Sự phát triển thủy lực học kỷ 19 a Cơ học chất lỏng ứng dụng tiếp tục phát triển nhanh chóng Pháp nhiều nước khác Hai nhà bác học Ha-ghen (Đức) Rây-nơn (Anh) có cơng lao phân biệt hai trạng thái chảy: chảy tầng chảy rối, với quy luật khác sức cản Nhiều nhà khoa học nghiên cứu sức cản thủy lực, Cu-lông, Poa - dơi, Haghen, Đác -xy, Vét- sbát, Sanh -vơ - năng… Dòng chảy kênh hở trọng nghiên cứu Về dịng đều, nhiều thí nghiệm tiến hành nhằm xác định thông số cơng thức Se-di cơng trình thí nghiệm Ba-danh, Găng-ghi-lê, Cút-ta, Ma-ninh Về dịng ổn định khơng đều, đổi dần có nghiên cứu đường mặt nước, độ sâu phân giới, nước chảy, hệ số sửa chữa động năng, hệ số sửa chữa động lượng… nhà khoa học Bê-lăng-giê, Bre-xơ, Bi- đơn Cơ-ri-ơ-lít, Vơ-chi-ê, Bu-xi-nét- xcơ, Đuy-puy, Bu-đanh, Sanh-vơnăng… Về dịng khơng ổn định, sóng có Rút sen, Ba-đanh, Sanh -vơ-năng, Bu-xi-nétscơ, Đuy-puy Bê-lăng-giê, Ba-danh, Boóc-đa, Bu-xi-nét- scơ, Vét-sbát nghiên cứu dòng chảy qua lỗ đập tràn Bắt đầu có cơng trình nghiên cứu dịng có hạt lơ lửng tải vật rắn Đuy-puy, Đác-xy, Fác-gơ, Đuy-boa Dòng thấm nghiên cứu Đác-xy, Đuy-puy, Bu-xi-nét-scơ Cuối kỷ 19 lĩnh vực nghiên cứu thí nghiệm mơ hình phát triển thêm ba hướng mới: nghiên cứu mơ hình ống khí động học, bể thử dầu, mơ hình sơng có đáy di động Những nguyên tắc tương tự thủy động lực học tiêu chuẩn tương tự đề Cô-si, Rích, Fơ-rút, Hem -hơn, Rây-nơn Về máy thủy lực, có Buốc-đin, Fuốc-nây-rôn, Pel-tôn nghiên cứu tuốc bin thủy lực, Stê-ven, Smít, Erich-sơn nghiên cứu máy đẩy cánh quạt dùng cho tầu thủy Riêng nước Nga, hướng ứng dụng học chất lỏng, nẩy sinh từ cơng trình Lơ-mơ-nơ-xốp, bắt đầu phát triển từ kỷ XIX với cơng trình bác học, giáo sư trường kỹ sư giao thông Pê-téc-bua Mel-ni-cốp, Clu-khốp Xôcô-lốp, Cốt-lia-xép-xki, Mắc-xi-men-cô, Méc-sinh-gơ b Cơ học chất lỏng cổ điển kỷ 19 Tiếp tục phát triển theo hướng tốn học góp phần vào tiến thủy lực Na-viê Stốc hồn thành hệ thống phương trình vi phân chuyển động chất lỏng nhớt, làm sở cho thủy động lực học chất lỏng nhớt Hai nhà vật lý Đức Hem-hôn Kiếc-sốp vận dụng phép biến đổi bảo giác (do La-gơ-răng-giơ Cô-sy sáng tạo Riê-man, Crit-stô-fen Svác -xơ phát triển) để nghiên cứu chuyển động phẳng Buxi-net-scơ với cơng trình lớn “Về lý thuyết dịng sơng” (1872) coi đóng vai trị quan trọng phát triển thủy động lực học thủy lực Rây-nơn để lại cơng trình lớn cho thủy động lực học cho thủy lực Những nghiên cứu Kel-vin (dịng khơng xốy, chuyển động xốy, triều, sóng), mà Rây-lai (xâm thực, tương tự động lực học) góp phần thúc đẩy thủy động lực học Ở Nga nhà bác học Pê-tơ-rốp nghiên cứu quy luật nội ma sát bôi trơn, Giu-cốp-xki -sáng tạo lý thuyết sức nâng thủy động lực, nước va; Gơ-rơ-mê-cơ đặt sở cho lý thuyết dịng xoắn, nghiên cứu lý thuyết tượng mao dẫn 1.1.2.9 Những khuynh hướng phát triển thủy lực học lĩnh vực xây dựng cơng trình kỷ 20 đến Sang đầu kỷ 20, phải giải nhiều vấn đề thực tiễn sản xuất, khoa học thủy lực chia thành nhiều ngành chuyên sâu, ứng với kỹ thuật khác nhau; thí dụ: thủy lực cơng trình xây dựng, thủy lực công nghệ chế tạo máy, thủy lực công nghiệp đóng tầu, thủy lực cơng nghệ hóa học… Nói riêng lĩnh vực xây dựng bản, khoa học thủy lực lại phân thành phận riêng nghiên cứu sâu, như: thủy lực kênh hở; thủy lực hạ lưu cơng trình dâng nước, thủy lực dịng có cột nước cao; thủy lực hạ lưu nhà máy thủy điện, thủy lực đường ống, thủy lực dịng thấm, nước ngầm, dịng khơng ổn định, lý thuyết sóng, dịng thứ cấp, dịng mang bùn cát… Ngồi đặc điểm phân ngành sâu vừa nói trên, khoa học thủy lực sang kỷ 20 ngày gắn bó với học chất lỏng, phương pháp nghiên cứu thí nghiệm phương pháp nghiên cứu lý luận ngày kết hợp chặt chẽ với Đồng thời hình thành hệ thống phương pháp nghiên cứu vấn đề thủy lực như: phương pháp nghiên cứu phần tử chất lỏng, phương pháp nghiên cứu trị số trung bình; phương pháp tương tự; phương pháp phân tích thứ nguyên, phương pháp thực nghiệm… Trước hết cần nêu thành tựu học chất lỏng có tác dụng thúc đẩy việc nghiên cứu phương pháp thủy lực Đó là: lý thuyết nửa thực nghiệm rối với Pơ-ran-tơ , Tay-lo, Các-man… lý thuyết lớp biên Pơ-ran-tơ (1875-1953), công trình Bla-di-út (sinh 1837) lần nêu “ống trơn”, hệ số cản phụ thuộc số Rây-nôn; phân bố vận tốc sức cản dịng rối ống Các -man (1881-1963), ngồi nhà nghiên cứu thuộc trường phái Pơ-ran-tơ, cịn có nhà nghiên cứu khác trường phái, với đóng góp tiếng, như: Tơlmiên, Si-le (sức cản ống), Slíc-tinh (lớp biên), Ni-cu-rát-sơ (tổn thất cột nước ống)… hướng nghiên cứu phân tích thứ nguyên đề Búc-kinh-gam (1887-1940), Bơ-rít-man (1882)…, Ve-be (1871-1951) đưa hình thức đại nguyên tắc tương tự thủy động lực Về mặt thủy lực, thời gian đầu kỷ 20 xuất nhiều cơng trình nghiên cứu lớn Fc-cơ-rây-me (1852-1933), nghiên cứu sức cản thủy lực, sóng di động, thấm…; Ba-khơ-mê-chiép (1880-1951) với phương pháp tích phân phương trình vi phân chuyển động khơng kênh lăng trụ: Ăng-ghen (1854-1945), Rê-bốc (1864-1950) chủ trì phịng thí nghiệm lớn Đơ-rét- sđơ, Các-lơ-ru-he (Đức); Timô-nốp (1862-1936) Pê-tơ-rô-grát, Sáp - fer-nác (1839-1951) Viên, Mai-yer-Pê-ter (1883) Duy-rích, Gib-son (1878) Man -se-ster… Ở Pháp nhà thủy lực tiếng Ca-Mi-Sen (1871-1966), Ét-scan-đơ chủ trì phịng thí nghiệm thủy lực Tu-lu-dơ lớn… Mỹ tiến hành nhiều thí nghiệm sân mơ hình ngồi thực địa, thủy nông, Scô-bây nghiên cứu sức cản kênh tưới, Yác-nen nghiên cứu dòng chảy ống tưới, Pác-san (1881-1951) ống Ven-tu-ri… Sự thắng lợi cách mạng xã hội chủ nghĩa tháng 10 Nga vĩ đại giải phóng sức sản xuất đẩy mạnh cơng xây dựng kinh tế Liên Xô, làm cho khoa học kỹ thuật Liên Xô tiến vượt bậc Khoa học thủy lực Liên Xô phát triển nhanh nhiều mặt đứng hàng đầu giới Viện sĩ Pa-vơ-lốp-ski (1884-1937) có cống hiến lớn để xây dựng phát triển khoa học thủy lực xô viết, với cơng trình nghiên cứu nhiều lĩnh vực thuỷ lực khác nhau, sáng tạo lý luận chuyển động không môi trường thấm, phương pháp “tương tự” “điện thủy”, sức cản thủy lực… Viện sĩ Vê-li-ca-nôp (1879-1964) xây dựng lý thuyết rối, nghiên cứu chuyển động bùn cát biến dạng lịng sơng, đề xuất lý thuyết trọng lực chuyển động bùn cát lơ lửng N.M Béc-lát-ski (1817-1935) đề nghị mơ hình “chuyển động bình diện” Nhiều ngành thủy lực chun mơn phát triển mạnh Liên Xô thủy lực ống có áp (như A.D Ansun, N Z Fơ-ren-ken, F.A Sê-vê-lép…), thủy lực kênh hở (như I.I.A-gơ-rốt-ski, M.Đ Séc-tô-u-xốp, S.A Cơ-rít-schi-anơ-vích…), thủy lực cơng trình (A.N.A-khu-chin, E.A Da-ma-rin, I.I Lê-vi, S.N Nu-mê-rôp, R.R Su-ga-ép…) nước xã hội chủ nghĩa khác, khoa học thủy lực phát triển nhanh 1.1.2.10 Thủy lợi khoa học thủy lực Việt Nam Ở Việt Nam ông cha biết lợi dụng nước để phục vụ nông nghiệp kể từ thời đại đồ đá cũ (30 vạn năm trước), đồ đá (1 vạn năm), đồ đá (5000 năm), đến thời đại đồ đồng (4000 năm - Hùng Vương dựng nước) Từ đầu công nguyên trở (thời kỳ đồ sắt phát đạt) cơng trình thủy lợi tiếp tục phát triển, hệ thống đê điều hình thành dọc sơng lớn đồng Bắc bộ, nhiều kênh ngòi đào thêm nạo vét lại Theo “Cương mục biên” năm 983 thời Lê Hồn, đào sơng từ núi Đồng Cổ (n Định - Thanh Hóa) đến sơng Bà Hịa (Tĩnh Gia- Thanh Hóa), thuyền bè lại tiện lợi Vào đời Lý (thế kỷ XI), nhiều đoạn đê quan trọng dọc theo sơng ngịi lớn vùng đồng đắp, quan trọng đê Cơ xá (đê Sông Hồng, vùng Thăng Long) đắp vào mùa xuân 1168 Một số kênh ngịi, vùng Thanh Hóa, tiếp tục đào khơi sâu thêm Nền nông nghiệp nước ta vùng đồng thường bị ngập lụt hạn hán đe dọa, cơng trình thủy lợi tạo điều kiện quan trọng để phát triển nông nghiệp Sang đời Trần (thế kỷ XIII) công việc đắp đê phòng lụt tiến hành hàng năm với quy mô lớn Năm 1248, thời Trần thái Tôn, đắp đê từ đầu nguồn đến bờ biển 10 gọi đê Quai Vạc Hệ thống đê điều dọc sông lớn đồng Bắc Bộ đến thời Trần xây dựng hàng năm tu bổ, vấn đề xây dựng bảo vệ đê điều trở thành chức quan trọng quyền nhiệm vụ tồn dân Đến đời Lê (thế kỷ XV), coi trọng việc tu bổ, kiểm tra đê điều Thời Lê Sơ, khôi phục nhiều cơng trình, năm 1438 khơi lại kênh Trường An, Thanh Hóa, Nghệ An năm 1445, Nhân Tơng khơi Bình Lỗ (huyện Kim Anh- Vĩnh Phúc) thơng suốt đến Bình Than Năm 1467 đê ngăn nước mặn vùng Nam Sách, Giáp Sơn, Thái Bình bồi đắp lại, đào nhiều kênh mương để phục vụ nông nghiệp để vận tải tiện lợi Di tích đoạn đê nước mặn cịn đến nay, nhân dân thường gọi “đê Hồng Đức” (niên hiệu Lê Thánh Tơng) Ở Thanh Hóa nhiều sơng đào khai thác từ kỷ XV, đến cịn mang tên “sơng nhà Lê” Từ kỷ XVI, chế độ quân chủ chuyên chế hậu gây - cát nội chiến - cản trở phát triển sức sản xuất Tuy nhiên nhân dân không ngừng đấu tranh để bảo vệ làng xóm quê hương, bảo vệ sống Sang kỷ XVIII giai cấp phong kiến bước vào giai đoạn khủng hoảng sâu sắc tồn diện, nơng nghiệp đình đốn Đàng ngồi Đàng Dưới triều Nguyễn (thế kỷ XIX) kinh tế nông nghiệp ngày sa sút, triều Nguyễn bất lực việc chăm lo, bảo vệ đê điều cơng trình thủy lợi, nên nạn đê vỡ, lụt lội xảy liên tiếp Riêng đê Sơng Hồng Khối Châu (Hưng n) đời Tự Đức bị vỡ “10 năm liền” dân nghèo phải bỏ làng, phiêu bạt xứ sở Tình hình nơng nghiệp buộc nhà Nguyễn phải đề sách khẩn hoang, đầu đời Nguyễn đẩy mạnh triều Minh Mệnh Trong khoảng 18281829, với cương vị danh điền sứ, Nguyễn Cơng Trứ đề sách doanh điền, thực khẩn hoang, theo lối di dân, lập ấp, tạo thành huyện Kim Sơn (Ninh Bình) Tiền Hải (Thái Bình); Ơng lợi dụng địa hình để đắp đê mở mang hệ thống thủy nông cách hợp lý, khoa học Do kết đó, sách doanh điền áp dụng nhiều nơi Nam Kỳ Sang thời kỳ Pháp thuộc, năm đô hộ, thực dân Pháp làm số cơng trình thủy lợi để phục vụ sách bóc lột thuộc địa chúng, khơng có biện pháp hiệu để chống hạn, úng, lụt, xói mịn để đảm bảo sản lượng ruộng đất ổn định đời sống nhân dân an toàn Sau cách mạng tháng năm 1945 thành công, sau kháng chiến chống thực dân Pháp thắng lợi, miền Bắc giải phóng hồn tồn, nghiệp thủy lợi phát triển mạnh mẽ Công tác thủy lợi biện pháp hàng đầu đảm bảo cho việc phát triển nhanh vững nông nghiệp Trong 20 năm qua (1954-1975) xây dựng miền Bắc mạng lưới cơng trình thủy nơng, gồm 60 hệ thống thủy nơng loại lớn loại vừa có khả tưới nước cho triệu tiêu cho 1,1 triệu ruộng đất canh tác Công tác củng cố bảo vệ đê, phân lũ, làm chậm lũ…đã bảo vệ sản xuất an toàn cho nhân dân; nhờ đê Sông Hồng chống lũ lớn năm 1969 vượt mức lũ năm 1945 Nhân dân chiến đấu dũng cảm bảo vệ đê chống lại trận đánh phá đê điều không quân Mỹ năm chiến tranh chống Mỹ cứu nước Cơng trình thủy điện Thác Bà với công suất 108.000 kW loạt cơng trình đầu mối lớn sơng Đà chuẩn bị xây dựng Đã xây dựng đội ngũ cán khoa học kỹ thuật thủy lợi có khả thiết kế, thi công quản lý cơng trình tương đối lớn 11 d Van xả khí nhanh Hình 7-63 Van xả khí nhanh Sơ đồ cấu tạo, nguyên lí làm việc kí hiệu va xả khí nhanh H 7-63 Khi dịng khí nén qua cửa P đẩy pitông trụ sang phải, chắn cửa R, nên cửa P nối với cửa A Khi có dịng khí nén qua A, đẩy pítơng trụ sang bên trái, chắn cửa P, cửa A nối thơng với cửa R Van xả khí nhanh thường lắp vị trí gần cấu chấp hành, ví dụ pít tơng có nhiệm vụ xả khí nhanh ngồi khí 7.5.3.4 Van tiết lưu Nhiệm vụ van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức điều chỉnh vận tốc thời gian chạy cấu chấp hành Nguyên lí làm việc van tiết lưu lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào thay đổi tiết diện Van tiết lưu có nhiều loại khác nhau:loại có tiết diện khơng thay đổi, loại có tiết diện thay đổi loại có tiết diện khơng đổi kí hiệu hình 7-64 Hình 7-64 Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện khơng thay đổi a Van tiết lưu có tiết diện thay đổi Hình 7-65 Van tiết lưu có tiết diện thay đổi 162 Trên hình 7-65 sơ đồ cấu tạo kí hiệu van tiết lưu có tiết diện thay đổi điều chỉnh lưu lượng dòng chảy Loại tiết lưu hai chiều, dịng khí nén từ A qua B ngược lại Tiết diện khe hở Ax thay đổi vít điều chỉnh b Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay Sơ đồ cấu tạo, nguyên lí làm việc kí hiệu loại van thể hình 7-66 Để thay đổi khe hở Ax dùng vít điều chỉnh tay Khi dịng khí nén từ A qua B, lò xo đẩy màng chắn xng dịng khí nén từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lị xo, đẩy màng chắn nên dịng khí nén qua khoảng hở màng chắn mặt tựa màng chắn, lưu lượng khơng điều chỉnh Hình 7-66 Van tiết lưu chiều điều chỉnh tay và kí hiệu 7.5.3.5 Van áp suất Van áp suất bao gồm số loại: van an toàn, van tràn, van giảm áp, áp suất điều chỉnh (rơle áp suất) Dưới giới thiệu số loại van áp suất thường gặp hệ thống TĐKN a Van an tồn Hình 7-67 Sơ đồ cấu tạo và kí hiệu van an toàn 163 Nhiệm vụ van n toàn giữ ổn định áp suất hệ thống điều khiển khí nén giá trị lớn cho phép mà hệ thống tải dược.Khi áp suất lớn áp suất cho phép hệ thống dòng áp suất nén thắng lực lò xo, đẩy pitơng lên, khí nén theo cửa R ngồi khí (Hình 7-67) b Van tràn Về ngun lí làm việc van tràn giống van an toàn Nhưng khác áp suất cửa P đạt giá trị xác định cửa P nối với cửa A, nối với hệ thống điều khiển khí nén Sơ đồ kí hiệu van tràn thể hình 7-68 c Van giảm áp Hình 7-68 Kí hiệu van tràn Van giảm áp van điều chỉnh áp suất (Hình 7-69) Nhiệm vụ van luôn giữ cho áp suất điều chỉnh khơng đổi, có thay đổi bất thường tải trọng đường giao động áp suất đường vào van Ngun lí làm việc là: điều chỉnh trục vít, tức điều chỉnh van, trường hợp áp suất đường tăng lên so với áp suất điều chỉnh, khí nén qua lỗ thơng tác dụng lên màng, vị trí kim van sữ thay đổi, khí nén qua lỗ xả khí bên ngồi.Cho đến áp suất đường giảm xuống áp suất điều chỉnh ban đầu , vị trí kim van trở vị trí ban đầu Hình 7-69 Cấu tạo và kí hiệu van giảm áp 164 7.5.3.6 Các sơ đồ truyền động khí nén Điều chỉnh tốc độ xylanh cơng tác khí nén Việc điều chỉnh vô cấp tốc độ thực van tiết lưu (hình 7-70) Van tiết lưu đặt đường dẫn khí vào: Sau Piston bắt đầu chạy áp suất p tốc độ piston giảm xuống Vì qua van tiết lưu thể tích khoang xylanh tăng, dẫn vào khơng đủ Van tiết lưu đặt đường ống xả: Thời gian từ lúc đảo chiều van hành trình đến lúc chuyển động piston (thời gian chuẩn bị t1,) xác định qua dòng chảy (xả) chậm Từ buồng xylanh II Sau bắt đầu chạy có giảm áp nhẹ áp suất p1 tốc độ, điều kiện thời gian tồn hành trình ngắn so với đặt tiết lưu đường dẫn vào Khi tải trọng âm(thí dụ lúc hạ tải) dịng khí xả cần phải điều chỉnh vơ cấp, độc lập tốc độ hai hướng chuyển động hai van chỉnh lưu cần thiết.(hình 7-70) Hình 7-70 Điều chỉnh tốc độ hai hướng chuyển động Hình 7-71 Sơ đồ chạy nhanh Hình 7-72 Tích giữ tín hiệu a, Trở nhanh qua van xả khí nhanh a, van trụ dài b, Tiến nhanh nhờ qua van hành trình b, Sơ đồ tự hãm Việc lắp van tiết lưu tác dụng ngược đường ống dẫn vào ống xả giảm thể tích xả dẫn vào qua van tiết lưu rút ngắn thời gian chuẩn bị t1 - Sơ đồ hành trình nhanh phát sinh giảm sức cản trở dòng chảy ống xả nhờ van xả khí nhanh đổi dòng chảy từ van tiết lưu qua van chiều van hành trình (hình 7-71) 165 - Tích giữ tín hiệu Việc tích giữ đơn giản tín hiệu điều khiển thời gian ngắn sử dụng van di chuyển trụ dài (hình 7-72a) Trong sơ đồ tự hãm theo hình 7-72b van VW1 dừng vị trí sau tác dụng xung điều khiển đường dẫn 1, đến van hành trình VW2 đảo chiều điều khiển - Thực nhiệm vụ Logic Các sơ đồ với van chiều kép địi hỏi tiêu phân tố cấu tạo Ở vị trí hình 7-73, xy lanh cơng tác chuyển động van hành trình VW1, VW2 VW3 bị ấn (kiểm tra nạp vật liệu, lắp chặt thiết bị bảo hộ lao động kết thúc q trình làm việc trước đó) mà van điều chỉnh VW4 bị tác động tay (thí dụ điều chỉnh máy) Hình 7-73 Xử lý tín hiệu nhờ van chiều kép 166 Câu hỏi chương Khái niệm truyền động thuỷ lực? Vẽ giải thích sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động thuỷ lực? Nêu thông số hệ thống truyền động thuỷ lực? Sơ lược cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng khớp nối thuỷ lực? Sơ lược cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng biến tốc thuỷ lực? Cách tính tốn số thơng số khớp nối thuỷ lực biến tốc thuỷ lực? Các thông số truyền động thuỷ lực thể tích Viết cơng thức giải thích ý nghĩa đại lượng? Nguyên lý truyền động thủy lực thể tích có truyền động tịnh tiến quay; nêu nhận xét, cho biết phương pháp điều chỉnh vận tốc, lực mô men động thuỷ lực? Phân tích nguyên lý điều chỉnh vận tốc động thuỷ lực tiết lưu đặt nối vào, lối song song với đông thuỷ lực? 10 Các loại sơ đồ truyền động thuỷ lực thể tích? Sơ đồ kín, hở, vi sai? 11 ặc điểm, cấu tạo, nguyên lý làm việc, tác dụng phần tử chủ yếu truyền động TLTT? (Cơ cấu phân phối, tiết l- u, loại van) - Cơ cấu phân phối tr- ợt - Cơ cấu tiết l- u điều chỉnh đ- ợc - Van chiều - Van an toàn tác động trực tiếp - Van an toàn tác động tuỳ động - Bộ ®iỊu tèc 12 Khái niệm truyền động khí nén? 13 Lý thuyết chất khí truyền dẫn áp lực? 14 Cơ sở tính tốn lưu lượng khí qua điều chỉnh tiết lưu? 15 Cơ sở tính tốn tổn thất áp suất ống dẫn thẳng? 16 Khái niệm truyền động khí nén với xi lanh cơng tác? cách tính tốn ? 17 Đặc điểm, cấu tạo, tác dụng van truyền động khí nén? 18 Phân tích việc điều chỉnh tốc độ xi lanh cơng tác truyền động khí nén? 167 PHỤ LỤC BẢNG : CÁC ĐƠN VỊ THƯỜNG DÙNG TRONG THUỶ LỰC Đại lượng Chiều dài Thời gian Khi lng Lc p suất, mô đun đàn hồi Công Công suất Hệ số nhớt Hệ số nhớt động häc Đơn vị MKS m s kGs2/m kG kG/m2 kG.m kGm/s kG.s/m2 cm2/s Đơn vị SL m s kg N Pa = N/m2 J = Nm W = Nm/s P( poad¬ ) cm2/s Chuyển đổi 1kG = 9,81N 1kG/m2 = 9,81Pa 1kGm = 9,81J 1kGm/s = 9,81W BẢNG 2: HỆ SỐ NHỚT CỦA MỘT SỐ CHẤT LỎNG (ở nhiệt độ 200C) Xăng Nước Dầu hoả Dầu mỏ nhẹ Dầu mỏ nặng Dầu nhờn Glixerin Tên chất lỏng Hệ số nhớt ( ), P( Poadơ ) 0,0065 0,0101 0,0250 0,25 0,4 1,72 8,703 BẢNG 3: HỆ SỐ NHỚT ĐỘNG HỌC CỦA NƯỚC PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ t,0C 10 12 15  , em2/s 0,0178 0,0152 0,0131 0,0124 0.0114 t0 , C 20 30 40 50 60 168  , em2/s 0,0101 0,0081 0,0066 0,0055 0,0043 BẢNG : HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG LƯU LƯỢNG Ống bình thường d (mm) x 10 (dm2) K (l/s) K2/1000 1000 r K (l/s) 50 75 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1,963 4,418 7,854 12,272 17,671 31,416 49,087 70,686 96,212 125,664 159,043 196,350 282,743 384,845 502,655 636,171 785,398 950,334 1130,976 1327,326 1539,384 8,313 24,77 53,61 97,39 158,4 340,8 616,4 999,3 1503 2140 2920 3857 6239 9362 13301 18129 23911 30709 38601 47604 57807 0,0691 0,5136 2,874 9,485 25,091 116,15 379,9 998,6 2259 4580 8526 14876 38925 87647 176917 328661 571736 943043 1490037 2266140 3341649 14,472 1,6297 0,34795 0,10543 0,03985 0,00861 0,00263 0,00100 0,443.10-3 0,218.10-3 0,117.10-3 0,672.10-4 0,257.10-4 0,114.10-4 0,565.10-4 0,304.10-5 0,175.10-5 0,106.10-5 0,671.10-6 0,441.10-6 0,299.10-6 9,947 29,27 62,85 113,5 183,9 393,0 707,6 1143 1715 2435 3316 4374 7053 10560 14973 20373 26832 34416 43211 53232 64581 Ống gang K2/1000 1000 r K (l/s) 0,0980 0,8567 3,950 12,882 33,819 154,45 500,70 1306 2941 5929 10996 19132 49745 111514 224191 415059 719956 1184461 1867191 2833646 4170705 10,111 1,1672 0,25316 0,07763 0,02957 0,00647 0,00200 0,766.10-3 0,340.10-3 0,169.10-3 0,909.10-4 0,523.10-4 0,201.10-4 0,897.10-5 0,445.10-5 0,241.10-5 0,139.10-5 0,844.10-6 0,536.10-6 0,353.10-6 0,240.10-6 10,10 29,70 63,73 115,1 186,3 398,0 716,3 1157 1735 2463 3354 4423 7131 10674 15132 20587 27111 34769 43650 53769 65226 Ống thép K2/1000 1000 r 0,1020 0,8821 4,061 13,248 34,708 158,40 513,09 1339 3007 6066 11249 19563 50851 113934 228977 423825 735006 1208883 1905323 2891105 4254431 9,804 1,1337 0,24624 0,07548 0,02881 0,00631 0,00195 0,747.10-3 0,333.10-3 0,165.10-6 0,889.10-4 0,511.10-4 0,197.10-4 0,878.10-5 0,437.10-5 0,236.10-5 0,136.10-5 0,827.10-6 0,525.10-6 0,346.10-6 0,235.10-6 BẢNG 5: HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG LƯU LƯỢNG Hệ số C tính theo cơng thức: C = d (mm)  (m2) 50 75 100 125 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 600 700 750 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0,00196 0,00442 0,00785 0,01227 0,01767 0,02405 0,03142 0,03976 0,04909 0,07068 0,09621 0,12566 0,15904 0,19635 0,28274 0,38485 0,44179 0,50266 0,63617 0,78510 1,13090 1,53940 2,01060 2,54470 3,14160 1/ R n Ống Co = 1/n = 90 (n = 0,011) K (l/s) Ống thường Co = 1/n = 80 (n = 0,0125) Ống bẩn Co = 1/n = 70 (n = 0,0143) 96,24.10-1 28,37 61,11 110,80 180,20 271,80 388,00 531,20 703,50 11,44.102 17,26.102 24,64.102 33,73.102 44,67.102 72,64.102 10,96.103 13,17.103 15,64.103 21,42.103 28,36.103 46,12.103 69,57.103 99,33.103 136,00.103 180,10.103 84,60.10-1 24,94 53,72 97,40 158,40 238,90 341,10 467,00 616,40 10,06.102 15,17.102 21,66.102 29,65.102 39,27.102 63,86.102 96,32.102 11,58.103 13,75.103 13,83.103 24,93.103 40,55.103 61,16.103 87,32.103 119,50.103 158,30.103 74,03.10-1 21,83 47,01 85,23 138,60 209,00 298,50 408,60 541,20 880,00 13,27.102 18,95.102 25,94.102 34,36.102 55,87.102 84,28.102 10,13.103 12,03.103 16,47.103 21,82.103 35,48.103 53,52.103 76,41.103 104,60.103 138,50.103 169 BẢNG 6: CÁC BIỂU TƯỢNG VÀ KÝ HIỆU CÁC PHẦN TỬ TRONG SƠ ĐỒ MẠCH TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC Các kí hiệu cho máy bơm động dầu 170 171 Các loại van 172 173 Ký hiệu ống dẫn phụ kiện TÀI LIỆU HỌC TẬP VÀ THAM KHẢO [1] Vũ Văn Tảo, Nguyễn Cảnh Cầm, Thuỷ lực NXB KH - 1978 [2] Nguyễn Đức Sướng, Truyền động thuỷ lực và khí nén Đại học mỏ-Địa chất, Hà Nội - 1998 [3] Phạm Văn Khảo, Truyền động - Tự động khí nén Đại học Bách khoa Hà Nội - Hà Nội 1998 [4] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển khí nén - NXB Giáo dục - 2001 [5] Doãn Văn Thanh, Truyền động thuỷ lực.Trường Cao đẳng kỹ thuật mỏ - Quảng Ninh - 2001 [6] Nguyễn Đức Sướng, Truyền động thuỷ lực và khí nén (Giáo trình dùng cho cao học ngành tự động hoá) Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội - Hà Nội 2005 [7] Vũ Nam Ngạn, Truyền động thuỷ lực và khí nén Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội - 2007 [8] Lê Quý Chiến, Thuỷ lực Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2008 [9] Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn, Máy thuỷ khí Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội - Hà Nội 2004 [10] Đinh Ngọc Ái Nnk, Thuỷ lực và máy thuỷ lực NXB ĐH THCN, Hà Nội - 1972 [11] Hồng Thị Bích Ngọc, Máy thuỷ lực thể tích Hà Nội - 1998 [12] Lê Quý Chiến, Bùi Thanh Nhu, Thuỷ lực và máy thuỷ lực Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2011 174 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ THUỶ LỰC 1.1 Khái niệm chung môn học 1.2 Tính chất vật lý chất lỏng 12 1.3 Khái niệm chất lỏng 18 1.4 Lực tác dụng lên chất lỏng 19 Chương THUỶ TĨNH HỌC 21 2.1 Áp suất thuỷ tĩnh; Hai tính chất áp suất thuỷ tĩnh 21 2.2 Phương trình chất lỏng cân 23 2.3 Định luật Pascal ứng dụng 26 2.4 Sự cân chất lỏng trạng thái tĩnh tương đối 28 2.5 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng có hình dạng 29 2.6 Áp lực chất lỏng tác dụng lên thành cong 31 2.7 Định luật Acsimét - vật 33 Chương THUỶ ĐỘNG LỰC HỌC 41 3.1 Khái niệm - phân loại chuyển động chất lỏng 41 3.2 Đường dòng, dòng nguyên tố, dòng chảy 42 3.3 Các yếu tố thuỷ lực dòng chảy 43 3.4 Phương trình dịng chảy ổn định 45 3.5 Phương trình Becnuli chất lỏng thực 46 Chương TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG 55 4.1 Khái niệm tổn thất lượng 55 4.2 Hai trạng thái chuyển động chất lỏng 57 4.3 Tính tốn tổn thất lượng đường ống 59 Chương TÍNH TỐN THUỶ LỰC CHO ĐƯỜNG ỐNG 61 5.1 Khái niệm chung phân loại 61 5.2 Tính tốn thủy lực cho đường ống đơn giản phức tạp 61 Chương MÁY THỦY LỰC 75 6.1 Máy thủy lực thể tích 75 6.2 Bơm píttơng 77 6.3 Động thủy lực pít tơng (Xi lanh lực) 80 175 6.4 Bơm động pít tơng rơ to hướng trục 83 6.5 Máy thủy lực rôto 88 6.6 Bơm trục vít 93 6.7 Bơm cánh gạt 97 Chương TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - KHÍ NÉN 102 7.1 Khái niệm 102 7.2 Các thơng số hệ thống truyền động thuỷ lực 104 7.3 Khớp nối thuỷ lực 112 7.4 Truyền động thuỷ lực thể tích 124 7.5 Truyền động khí nén 149 PHỤ LỤC 168 TÀI LIỆU HỌC TẬP VÀ THAM KHẢO 174 MỤC LỤC 175 176 ... môn thủy lực đường ống, thủy lực kênh hở, thủy lực cơng trình, thuỷ lực - máy thuỷ lực, thủy lực sơng ngịi, thủy lực dịng thấm… Tuy nhiên, tất lĩnh vực nghiên cứu phát triển sở qui luật thủy lực. .. riêng nghiên cứu sâu, như: thủy lực kênh hở; thủy lực hạ lưu cơng trình dâng nước, thủy lực dịng có cột nước cao; thủy lực hạ lưu nhà máy thủy điện, thủy lực đường ống, thủy lực dòng thấm, nước ngầm,... tốn thuỷ lực, máy thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén Ở cuối giáo trình có đưa bảng đơn vị thường dùng thuỷ lực, máy thuỷ lực truyền động thuỷ lực - khí nén, bảng tra cứu, đồ thị thuỷ lực để