Đang tải... (xem toàn văn)
BGKTTK
Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN Nội dung Giới thiệu loại tổn thất Tìm hiểu thí nghiệm Reynolds Chất lỏng chảy tầng Chất lỏng chảy rối Tính tốn tổn thất dọc đường Tính toán tổn thất cục Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất Chất lỏng có tính nhớt Có ma sát chuyển động Biến thành Nhiệt nhiệt vào môi trường Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DỊNG CHẢY 5.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất Bơm cấp lượng cho chất lỏng chuyển động Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DềNG CHY Hai loi tn tht chớnh Đường Đường ®o ¸p Tỉn thÊt cơc bé Kho¸ Tỉn thÊt däc ®êng Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DỊNG CHẢY 5.1.2 Tổn thất dọc đường Kí hiệu Đơn vị m d Cơng thức tính tổng qt l v2 h d = λ 4R 2g Sinh toàn chiều dài dòng chảy Là tổn thất xảy dọc theo đường di chuyển dòng chảy ma sát chất lỏng với thành rắn tiếp xúc Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.2 Tổn thất dọc đường l v2 h d = λ 4R 2g Trong đó: • λ hệ số sức cản ma sát, phụ thuộc vào trạng thái chảy dịng chảy • l (m)chiều dài đoạn tính tổn thất • R (m) bán kính thuỷ lực • v (m/s) vận tốc đoạn dịng chảy • Ống tròn: d = 4R Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DỊNG CHẢY 5.1.3 Tổn thất cục Kí hiệu Đơn vị m c Cơng thức tính tổng qt v h c = ξC 2g Sinh nơi dịng chảy biến đổi đột ngột Thí dụ tổn thất chỗ cong ống, tổn thất nơi thu hẹp, chỗ đặt van Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.3 Tổn thất cục Trong đó: • ξc hệ số tổn thất cục bộ, phụ thuộc vào vị trí xảy tổn thất • v (m/s) vận tốc vị trí xảy tổn thất Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.3 Tổn thất cục Tổn thất lượng tồn đoạn dịng xét n ∑ Ci i =1 m ∑ di i =1 hw1− = h + h n: số vị trí tổn thất cục m: số đoạn ống tính tốn tổn thất dọc đường v i2 m l i v i2 = ∑ ξ Ci + ∑ λi 2g i =1 d i 2g i =1 n h w1− Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.1 Các chế độ chảy dòng chảy Chảy tầng Chảy rối phần tử chất lỏng chuyển động theo tầng lớp không xáo lộn vào phần tử chất lỏng chuyển động vô trật tự, hỗn loạn Link thí nghiệm Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.2 Thí nghiệm Reynolds Trạng thái chảy phụ thuộc vào Vận tốc dịng chảy Kích thước ống Loại chất lỏng Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.3 Tiêu chuẩn phân biệt hai chế độc chảy Tiêu chuẩn phân biệt chế độ chảy Dùng tổ hợp không thứ nguyên (số Reynolds) v.d Re = ν Lưu ý: cơng thức dùng tính cho ống trịn đường kính d Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.3 Tiêu chuẩn phân biệt hai chế độc chảy Mặt cắt Trong đó: v.R Re R = ν ν (m2/s): Hệ số nhớt động học d (m) : Đường kính ống v (m/s) : Lưu tốc trung bình mặt cắt R (m) : Bán kính thuỷ lực mặt cắt Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.3 Tiêu chuẩn phân biệt hai chế độc chảy Chảy tầng < Chảy rối > Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.3 Tiêu chuẩn phân biệt hai chế độc chảy Ví dụ: Xác định trạng thái chảy dầu ống ống có đường kính d=150mm; vận tốc v=0,3m/s; độ nhớt động ν=0,28 st (1 st = cm2/s)? Kết quả: Re=1607 < 2320 Kết luận: Dầu chảy tầng ống Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.3 TÍNH TỐN TỔN THẤT DỌC ĐƯỜNG Xác định trạng thái chảy dòng chảy Xác định hệ số sức cản ma sát λ 64 Chảy tầng: λ = Re Chảy rối: λ = f ( Re ) Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.3 TÍNH TỐN TỔN THẤT DỌC ĐƯỜNG Giới thiệu số cơng thức tính λ dịng chảy rối Tên Công thức 8g λ= C Chezy – Maning Bơlarút Canacốp Antơsun Nicuratsơ 0,3164 λ= Re λ= (1,8 lg Re− 1,5) 1,46∆ 100 λ = 0,1 + Re d λ= d lg + 1,14 ∆ , 25 Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.4 TÍNH TỐN TỔN THẤT CỤC BỘ Một số vị trí xảy ta tổn thất cục thường gặp Tổn thất đột ngột mở rộng hc ( v1 − v2 ) = ⇒ ξ mr 2g ω1 = 1 − ω ω1 = 1 − ω v12 2g V2; ω2 V1; ω1 2 Dòng chảy từ ống vào bể chứa rộng ξ cr =1 Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.3 TÍNH TỐN TỔN THẤT CỤC BỘ Một số vị trí xảy ta tổn thất cục thường gặp Tổn thất đột ngột thu hẹp ω2 ξ c = ξ đt = 0,51 − ω ω1 ω2 Dòng chảy từ bể chứa rộng vào ống ξ cv =0,5 Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Kỹ thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.3 TÍNH TỐN TỔN THẤT CỤC BỘ Một số vị trí xảy ta tổn thất cục thường gặp Tổn thất uốn - Nếu góc cong α= 90o 3, ro ống trịn bán kính ro, bán ξ C = 0,13 + 1,85 kính cong R ta có: R R α o - Nếu góc cong α≠ 90 ta nhân ξC với 90 o ro Presented By Kỹ Harry Mills /thuỷ khí thuật PRESENTATIONPRO Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHƠNG NÉN 5.3 TÍNH TỐN TỔN THẤT CỤC BỘ Một số vị trí xảy ta tổn thất cục thường gặp Tổn thất qua van Hệ số ξC phụ thuộc vào góc mở cho bảng sau đây: αo ξC 10 20 30 40 50 60 70 80 0,05 0,29 1,56 5,47 17,3 52,6 206 486 ∞ Presented By Kỹ Harry Mills /thuỷ khí thuật PRESENTATIONPRO Bài tập ví dụ: H1 H2 Presented By Kỹ Harry Mills /thuỷ khí thuật PRESENTATIONPRO Bài tập ví dụ: •Ống có đường kính ống thứ d1 =200mm; l1=20m; ống thứ hai d2=100mm; l2=35m •H1 = 15m; H2 =5m •Hệ số tổn thất cửa vào: ξcv = 0,5; van ξv=1,56; cửa ξcr=1; uốn cong bơm qua bơm ξu =0,9 •Hệ số cản ma sát ống λ1=0,026; λ2=0,02; •Chất lỏng nước có độ nhớt động ν=0,0101 (cm2/s); ρ=998,23kg/m3 •Mặt thống bể tiếp xúc với khí trời •Cột áp bơm cung cấp cho hệ thống Hb=5m K •Lấy hệ số hiệu chỉnh động α=2.ỹ thuật thuỷ khí Presented By Harry Mills / PRESENTATIONPRO Bài tập ví dụ: Tìm: 1/ Lưu lượng Q chảy ống? Và kiểm tra trạng thái chảy dòng chảy ống? (chung nhóm thảo luận) 2/ Tìm tổn thất cửa vào? (Tổ 1) 3/ Tìm tổng tổn thất dọc đường ống 1? (Tổ 2) 4/ Tìm tổn thất uốn qua bơm? (Tổ 3) 5/ Tìm tổng tổn thất dọc đường ống 2? (Tổ 4) 6/ Tìm tổn thất qua van? (Tổ 5) 7/ Tìm tổn thất cửa ra? (Tổ 6) Presented By Kỹ Harry Mills /thuỷ khí thuật PRESENTATIONPRO THẢO LUẬN TUẦN THỨ 11 CHỦ ĐỀ: TÍNH TỐN TỔN THẤT Đưa tốn trả lời sau 25 phút 20% Đưa toán trả lời trước 20phút Đưa toán trả lời trước 15 phút Đưa toán trả lời trước 10phút Cả nhóm thiết lập tốn 40% Nhóm khác giải 80% 100% Nhóm thiết lập giải tốn Presented By Kỹ Harry Mills /thuỷ khí thuật PRESENTATIONPRO ... Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.2 HAI CHẾ ĐỘ CHẢY – THÍ NGHIỆM REYNOLDS 5.2.1 Các chế độ chảy dòng chảy Chảy tầng Chảy rối phần tử chất lỏng chuyển động theo tầng lớp không. .. thuật thuỷ khí Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất Bơm cấp lượng cho chất lỏng chuyển động Presented By Harry...Chương : CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN 5.1 TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY 5.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất Chất lỏng có tính nhớt Có ma sát chuyển động Biến thành Nhiệt