Ch˜Ïng 4: Dòng Ëng Bài gi£ng cıa TS Nguyπn Qc fi nguyenquocy@hcmut.edu.vn Ngày 28 tháng 10 n´m 2015 NỴi dung c¶n n≠m ∞c tính dịng Ëng: T¶ng, rËi, phát tri∫n phân bË v™n tËc Phân bË vân tậc v ng suòt ma sỏt cho dũng tảng v dũng rậi Mòt nng èng di v cc bẻ Cỏc d§ng tốn ˜Ìng Ëng: Ïn, song song, nhi∑u hÁ ch˘a, r≥ nhánh / 23 Longest gas pipe: 1166 km / 23 ∞c tính cıa dịng Ëng Dũng tảng - Dũng rậi: Thớ nghiêm Reynolds / 23 ∞c tính cıa dịng Ëng Dịng t¶ng - Dịng rËi SË Reynolds (Re)= L¸c qn tính L¸c ma sát nhĨt Trong Ëng trịn: Re VD ⌫ Th¸c t∏: Dịng t¶ng: Re 2000 Dịng chuy∫n ti∏p: 2000 Re 4000 Dịng rËi: Re 4000 Qui ˜Ĩc: SË Re tĨi h§n: Rec 2300 / 23 ∞c tính cıa dịng Ëng S¸ phát tri∫n cıa phân bË v™n tËc S¸ phát tri∫n cıa phân bË v™n tËc Ëng: Fully developed flow Entrance region flow D Boundary layer Inviscid core r x (1) (2) (3) e (6) (5) x6 – x5 Fully developed flow le D (4) x5 – x4 Developing flow 0.06 Re cho dịng t¶ng Ëng 4.4 Re cho dòng rËi Ëng / 23 ∞c tính cıa dịng Ëng S¸ thay Íi cıa áp st tỉnh dÂc theo Ëng / 23 Dũng ậng ch ẻ chÊy tảng Phõn bậ v™n tËc u r Vc Vc 2r D pD 16µ` Q ⇡D p 128µ` u dA ⌧ µ du dr / 23 Dịng Ëng ch∏ Ỵ ch£y rËi hồn tồn Phân bË v™n tËc u u¯ u ⌧ µ d u¯ dr ⇢u v ⌧lam ⌧tur / 23 Dòng Ëng ch∏ Ỵ ch£y rËi hồn tồn Phân bË v™n tËc Qui lu™t hàm mÙ: u¯ Vc r R n / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Hai dĐng mòt nng h` ma sỏt : h` h` ma sát h` h` d Công th˘c Darcy: L V2 h`d D 2g Công th˘c Chézy: h`d h` hình hÂc h` cb Q2 L K 210 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng dÂc ˜Ìng - Cơng th˘c Darcy : Hª sË ma sát h`d L V2 D 2g L: Chi∑u dài o§n Ëng D: ˜Ìng kính o§n Ëng V : V™n tËc trung bình Ëng Q A 11 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng dÂc ˜Ìng - Cơng th˘c Darcy - Hê sậ ma sỏt phc tĐp! lar ⌧tur u r , Ỵ nhám thành Ëng ✏ ✏ Băng thác nghiêm: Re, D 12 / 23 Mòt nng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng dÂc ˜Ìng - Cơng th˘c Darcy - Hê sậ ma sỏt tảng: Re, /// , D chuy∫n ti∏p: Re, : rËi, thành trÏn: ✏ rßt rËi, thành nhám: ✏ D 64 Re why ? ✏ Re, /// D ✏ Re, /// D why ? T thác nghiêm: Blasius cụng thc: Colebrook : 0, Re 105 : 1.8 log 0.316 Re ✏ D 1.11 3.7 6.9 Re gi£n Á: Moody 13 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng dÂc ˜Ìng - Cơng th˘c Darcy - Hª sË ma sát 0.1 0.09 Wholly turbulent flow 0.08 0.05 0.04 0.07 0.06 0.03 0.05 0.02 0.015 0.04 f 0.01 0.008 0.006 0.03 0.004 ∋ D 0.025 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.0006 Laminar flow 0.0004 0.015 0.0002 Smooth Transition range 0.0001 0.00005 0.01 0.009 0.008 2(103) 103 2(104) 104 2(105) 105 2(106) 106 2(107) 8 0.00001 107 ρ VD Re = _ µ 14 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng dÂc ˜Ìng - Cơng th˘c Chézy Dùng Ỵ nhám Manning n hldØ ✏: K Q2 L K2 Rh 23 R A n h D module l˜u l˜Òng L˜u ˛: n Ỵ nhám qui Íi, khơng ph£i ✏ Cơng th˘c Chézy chø úng cho Ëng nhám dài 15 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng Mßt n´ng hình hÂc - h`cb Cơng th˘c Weisbach: V2 2g f hình hÂc, Re h`cb Kcb Kcb Mßt n´ng hình hÂc: tÍng qt hm Thơng th˜Ìng, Re 1: Kcb hình dĐng v trớ gõy mòt nng ẻ nhểt, hay Re hỡnh dĐng gõy mòt nng 16 / 23 Mòt nng ˜Ìng Ëng ˜Ìng n´ng l˜Ịng 17 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng ˜Ìng n´ng l˜Ịng 18 / 23 Mßt n´ng ˜Ìng Ëng ˜Ìng n´ng l˜Ịng 19 / 23 Bài tốn ˜Ìng Ëng »ng Ïn ChÂn hai m∞t c≠t thích hỊp, Áp dˆng PTNL: p1 z1 »ng Ïn h` ↵1 V12 Hb 2g ˜Ìng kính giËng nhau: L D Kcb V2 2g Ht z2 p2 ↵2 »ng nËi ti∏p nhau: hl i V22 2g h` ˜Ìng kính khác Li Vi2 i Di 2g Kcb,j j Vj2 2g 20 / 23 Bài tốn ˜Ìng Ëng »ng song song n Qi Q i h`,1 h`,2 h`,i h` 21 / 23 Bài tốn ˜Ìng Ëng Nhi∑u hÁ ch˘a Chi∑u dũng chÊy ậng 2? Xột cõn băng nng lềng eI eB gi˙a nút I i∫m B: eI eB : eI eB : eI eB : 22 / 23 Bài tốn ˜Ìng Ëng »ng r≥ nhánh C¶n tính: L˜u lềng Q tng ậng p suòt p tĐi tng nút Áp dˆng PT liên tˆc Áp dˆng PT n´ng l˜Ịng cho t¯ng o§n 23 / 23