co luu chat chuong5 clc dong chay on dinh trong ong co ap cuuduongthancong com

CHƯƠNG V: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP I Các khái niệm II Phương trình dòng chảy III Tổn thất cột áp dọc đường IV Tổn thất cột áp cục V Tính toán thủy lực đường ống I Các khái niệm: Hai trạng thái chảy ° ° Chảy tầng: ReD 2300 Chảy rối: ReD > 2300 u Mô hình Boussinesq ° ° u (Chảy rối) t u ( u - vận tốc trung bình thời gian; u’ – vận tốc mạch động) Mô hình Boussinesq: ° Vận tốc tính toán vận tốc trung bình thời gian ° Lưu chất chuyển động rối có độ nhớt độ nhớt hiệu dụng: ( t – độ nhớt rối) Mô hình Prandtl (1925) eff ° u u (Chảy tầng) Phân tích Reynolds: u u u t t l du dy l y - chiều dài xáo trộn t I Các khái niệm: (tt) Lớp mỏng chảy tầng (Lõi rối) (Lớp mỏng chảy tầng) ° ° > -> chế độ chảy thành trơn thủy lực -> chế độ chảy thành nhám thủy lực II Phương trình dòng chảy đều: Phương trình ° ° Ngoại lực tác dụng phương chuyển động: ° Gs = lAsin - trọng lực ° P1 - P2 = (p1- p2)A – áp lực ° Fms = P1 P1 F ms Q V2 l s z2 G 0 V1 p1 z2 p2 (1) l R Ptrình Bernoulli cho đoạn dòng chảy từ mc 1-1 -> mc 2-2: z1 ° P2 z1 z1 ° Gs V2 0lP – lực msát vỏ ống P2 lsin Ptrình bthiên đlượng phương s: Gs V1 p1 γ αV 2g p2 z2 αV γ Từ (1) (2) => 2 2g RJ hf J z1 hf l p1 z2 p2 độ dốc thủy lực hf (2) II Phương trình dòng chảy đều: (tt) Lời giải Xét mặt trụ bán kính r, ptrình dòng đều: r J R r r 2 a) Chảy tầng R0 du du dr dr r J u J 2 R0 r y b) Chảy rối ° Xét mặt trụ bán kính r sát thành ống, r R0: t ° const y Tích phân cho kết quả: u u* du du u* dy dy y u* y Đường cong Logarit ln y E Đường cong Parabol phân bố vận tốc Lớp mỏûng chảy tầng III Tổn thất cột áp dọc đường: Công thức Darcy ° Từ phương trình dòng rút ra: hl ° Ứng suất ma sát xác định thức nghiệm: f D, ° Thay ,V , , V f , Re (2) D từ (2) vào (1), rút ra: l hl ° (1) l R V 4R 2g cho ống tròn hl l V D 2g - hệ số tổn thất cột áp dọc đường hệ số ma sát đường ống xác định thực nghiệm với: f , Re D III Tổn thất cột áp dọc đường (tt) ° Thí nghiệm Nikurade (1933): ° Các công thức thực nghiệm - Chảy tầng (ReD < 2300): 64 Re D - Chảy rối (ReD > 4000): 51 log , 71 Re (Colebrook-1939) D 25 1 46 100 Re (Altsun-?) D III Tổn thất cột áp dọc đường (tt) - Đồ thị Moody (1944): Đ O ÀT H Ò M O O D Y K h u ch u y ể n t i ế p ,1 ,0 K hu K h u ch a û y r oá i C h aû y taà ng K h u ch a û y r ố i t h n h n h m h oà n t oà n (K h u s ö ù c ca û n b ìn h t h ườ n g) t h n h n h aù m ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,0 0 K h u ch a û y r oá i ,0 ,0 0 t h n h t r ơn ,0 0 ,0 0 ,0 0 ,0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 ,0 0 ,0 x10 3 x10 4 x10 5 x10 Re = VD/ x10 7 x10 D ,0 III Tổn thất cột áp dọc đường: (tt) Công thức Chezy ° Công thức Chezy: V ° C So sánh với công thức Darcy: 8g C ° (C - Soá Chezy) RJ Soá Chezy thường tính theo công thức Manning: C R (n - hệ số nhám Manning) 1/6 n ° Các công thức suy diễn từ Chezy: Q AC RJ K AC R hl Q K 2 l K J (K – module lưu lượng) V C R l IV Tổn thất cột áp cục bộ: Khái niệm E hcb P E P ° lm Trong ñoaïn lm: (20 50)D du du dy eff hf dy t ° Công thức Darcy - Weisbach h cb V 2g ( - hệ số tổn thất cột áp cục bộ) V Tính toán thuỷ lực đường ống: Giới thiệu ° ° ° Các phương trình, công thức bản: ° Ptrình Bernoulli cho dòng chảy ° Ptrình liên tục ° Các công thức tính tổn thất cột áp (tổn thất cột áp dọc đườøng cục bộ) Các giả thiết: ° lm