BÁO cáo THỰC HÀNH bài 1 MẠCH lưu CHẤT

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Nguyễn Tiến Đạt SVTH: Lê Thị Minh Trang MSSV: 15027211 TỔ Nhóm Sáng thứ BÀI MẠCH LƯU CHẤT I GIỚI THIỆU: Khi chất lỏng không nén chảy qua ống, loại khớp nối, van hay thiết bị đo bị tổn thất áp suất (năng lượng) điều làm tăng lượng cần thiết để vận chuyển chất lỏng Do đó, tính tốn, thiết kế lựa chọn thiết bị vận chuyển chất lỏng ta phải tính tốn tổn thất Mơ hình thí nghiệm thiết kế cho phép nghiên cứu chi tiết tổn thất cột áp lưu chất xuất dòng lưu chất không nén chuyển động qua ống, co nối, van, thiết bị đo lượng Trở lực ma sát ống thẳng ống khác nghiên cứu khoảng chuẩn số Reynolds từ 10 đến gần 10 , từ chế độ chảy tấng đến rối ống trơn Một thí nghiệm khác thực ống nhám để so sánh khác độ nhám kích thước ống, khoảng chuẩn số Reynolds cao hơn, Cùng với nó, việc khảo sát trở lực qua van, việc đo lưu lượng qua chắn, ống Ventury thực AI MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: - Thí nghiệm 1:Xác định mối quan hệ tổn thất áp suất ma sát vận tốc nước chảy bên ống trơn xác định hệ số ma sát f - Thí nghiệm :Xác định trở lực cục co, van, đột thu, đột mở - Thí nghiệm 3: Xác định hệ số lưu lượng dụng cụ đo (màng chắn, Ventury) ứng dụng việc đo độ chênh áp việc đo lưu lượng vận tốc nước ống dẫn BI CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Trở lực ma sát Trở lực ma sát chất lỏng lên thành ống trở lực gây ma sát phụ thuộc vận tốc dịng chảy W, đường kính d, chiều dài ống dẫn , độ nhớt, khối lượng riêng độ nhám tương đối ống Trở lực ma sát trở lực chất lỏng chuyển động ma sát với thành ống gây Cơng thức: Trong : f : Hệ số ma sát L : Chiều dài ống dẫn, m D : Đường kính ống dẫn, m V : vận tốc chuyển động dòng lưu chất, m/s g : Gia tốc trọng trường m /s Để xác định chế độ chảy chất lỏng, ta dựa vào chuẩn số Reynolds Re = VD tđ = Trong : V : vận tốc chuyển động lưu chất ống (m/s) : khối lượng riêng lưu chất (kg/m ) : độ nhớt động lực học lưu chất, Pa.s (kg/(m/s)) v: độ nhớt động học lưu chất (m2/s) Dtđ : đường kính tương đương (m) Công thức thực nghiệm xác định hệ số ma sát f: Chế độ Chuẩn số Re Đặc điểm Công thức chảy Chảy Re 2300 dòng hay chảy tầng Chảy 2300 Re 4000 Hệ số sức cản tang dần độ ảnh hưởng đến giá trị f Re 100000 Màng chảy dịng thành ống tương đối Chảy xốy ống nhẵn dày, phủ kín gờ nhám Hệ số f chưa chịu ảnh hưởng độ nhám 1,8 log(Re) 1,5 Chảy xốy ống nhám khơng phụ thuộc vào số Re mà phụ thuộc vào độ nhám tương đối n ống f1,8log 3.2 Trở lực cục Trở lực cục trở lực chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vận tốc thay đổi hình dáng tiết diện ống dẫn như: đột thu, đột mở, chổ cong, van, khớp nối, Công thức: hm k v (k hệ số trở lực cục bộ) 2g 3.3 Đo lưu lượng theo nguyên tắc chênh áp biến thiên Lưu lượng kế màng chắn Ventury Màng chắn Ventury dụng cụ dùng để đo lưu lượng dựa vào nguyên tắc dòng lưu chất qua tiết diện thu hẹp đột ngột xuất độ chênh áp suất trước mà sau tiết diện thu hẹp Hình 1.1.a Cấu tạo màng chắn Hình 1.1.b Cấu tạo màng chắn Áp dụng phương trình Bernoloulli ta có quan hệ lưu lượng tổn thất áp suất qua màng chắn, Ventury theo cơng thức: V=C √2 √ Trong đó: V: lưu lượng dòng chảy, m /s C: hệ số hiệu chỉnh, Cm cho màng chắn, Cv cho ventury A1: tiết diện ống dẫn, m A2: tiết diện thu hẹp đột ngột, m P : chênh lệnh áp suất , Pa : Trọng lượng riêng lưu chất (nước) ,N/m Ống Pitot Dùng ống Pitot đo áp suất toàn phần áp suất tĩnh, từ xác định áp suất động V P Pt Trong đó: V: vận tốc dịng chảy ống (m/s) Ptp : sáp suất toàn phần (Pa) Pt : áp suất tĩnh (Pa) 3.4 Đường kính ống Kích thước ống dẫn đồng STT Tên gọi Đường kính ngồi (mm) Đường kính (mm) ống trơn 16 16 10 Kích thước màng chắn, ống Ventury, ống dẫn Pitot, đột thu, đột mở co 90 Đường kính lỗ (mm) Màng chắn IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 4.1 Chuẩn bị thí nghiệm: - Lưu chất sử dụng thí nghiệm nước - Mở cơng tắc tổng - Kiểm tra nước bồn chứa, nước phải chiếm ¾ bồn, nạp thêm cần - Mở tất van, bật bơm cho nước vào hệ thống, đợi khoảng 2-3 phút để nước chảy ổn định đuổi hết bọt khí ngồi - Trong q trình làm thí nghiệm, đóng tất van khơng cần thiết ( trừ van điều chỉnh lưu lượng) mở van đường ống khảo sát 4.2 Lưu ý - Kiểm tra cột nước nhánh áp kế chữ U cho - Mở bơm , kiểm tra rò rỉ hệ thống Kiểm tra dâng nước nhánh áp kế ,nếu nhánh dâng cao nhanh cần tắt bơm 4.3 Tiến hành thí nghiệm 4.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống Tiến hành ống trơn 16 Mở hoàn toàn van lưu lượng kế Mở hoàn toàn van ống trơn 16 Mở bơm Điều chỉnh lưu lượng mức khác ứng với mức lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết Lặp lại thí nghiệm với ống 21, 27 (trơn), 27 (nhám) 4.3.1 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục Tiến hành vị trí đột thu Mở hồn tồn van lưu lượng kế Mở hồn tồn van ống có vị trí đột thu Mở bơm Điều chỉnh lưu lượng van điều chỉnh mức lưu lượng khác ( mức lưu lượng ) ứng với mức lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết Lặp lại thí nghiệm với vị trí đột mở co 90 Tiến hành với van Mở hoàn toàn van lưu lượng kế Mở hoàn toàn van 0 Mở bơm Điều chỉnh độ mở van mc m hon ton, ắ, ẵ, ẳ ghi nhn kết 4.3.2 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp Mở hoàn toàn van lưu lượng kế Mở hoàn toàn van ống 16 , 21, 27 (trơn) Mở bơm Điều chỉnh lưu lượng van mức lưu lượng khác Ứng với mức lưu lượng ghi nhận kết V KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 5.1 Kết thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống STT 5 ... Xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống (l =1. 2m) Trường hợp ống Bảng 1. 1: đại lƣợng trở lực ma sát ống trơn 17 Q( m /s) 6.67? ?10 1? ?10 -5 -4 1. 33? ?10 1. 67? ?10 2? ?10 -4 -4 -4 Q chuyển từ l/ph... khoảng lưu lượng 6.67? ?10 -4 -4 ( m /s) đến 1? ?10 hệ số trở lực tăng từ 1. 8 đến 2.35 -4 sau khoảng lưu lượng1? ?10 đến 1. 33? ?10 hệ số trở lực giảm xuống từ 2.35 đến 2.26 từ -4 -4 khoảng lưu lượng1.67? ?10 ... nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp Bảng 3 .1: Đo lƣu lƣợng dựa vào độ chênh áp thực nghiệm K Q(m /s) -5 6.67? ?10 -4 1? ?10 -4 1. 33? ?10 2.468? ?10 -4 -4 1. 67? ?10 2? ?10 -4 Cmtb=0.5 91 Cvtb=0.579