Mạch lưu chất

MẠCH LƯU CHẤT 1 Nêu các phương pháp làm giảm trở lực trên đường ống dẫn? Trở lực trên đường ống dẫn Trở lực ma sát Trở lực cục bộ Các phương pháp làm giảm trở lực trên đường ống dẫn 1 Giảm L bằng cách[.]

MẠCH LƯU CHẤT Nêu phương pháp làm giảm trở lực đường ống dẫn? Trở lực đường ống dẫn : Trở lực ma sát: Trở lực cục bộ: Các phương pháp làm giảm trở lực đường ống dẫn : Giảm L cách chọn đường ống ngắn Tăng D Vì trở lực ma sát tỷ lệ nghịch với D nên tăng D DP m giảm nhiều Tuy nhiên, D tăng giá tăng nên cần chọn D thích hợp Giảm l + Hệ số trở lực l tỷ lệ thuận với m Chất lỏng muốn giảm trở lực tăng nhiệt độ Mà tăng nhiệt độ cao tạo bọt chất lỏng, gây va đập thủy lực nên làm tăng trở lực, cần chọn nhiệt độ thích hợp + Hệ số trở lực l phụ thuộc độ nhám thành ống Do cần tìm cách giảm độ nhám ống Giảm x cách chọn dạng ống, van (và độ mở van), vịi thích hợp Nêu đặc điểm áp suất thủy tĩnh  Áp suất thủy tĩnh định nghĩa lực pháp tuyến tác dụng lên đơn vi diện tích Xét lực pháp tuyến F vi phận diện tích A bao quanh điểm xét Áp suất trung bình: Áp suất điểm  Áp suất thủy tĩnh có tính chất: Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với diện tích chịu lực hướng vào bên diện tích Trị số áp suất thủy tĩnh điểm không phụ thuộc hướng đặt diện tích chịu lực điểm Hiện tượng xâm thực gì? Nguyên nhân tác hại sao?  Hiện tượng xâm thực Khi làm việc chất lỏng chuyển động vào miệng bơm phía trước guồng động nơi có áp suất tuyệt đối thấp Nếu áp suất đạt áp suất sôi nhiệt độ làm việc chất lỏng chuyển sang thể hơi, đồng thơi khí hịa tan tách khỏi chất lỏng tiếp chất lỏng vào guồng lên ống đẩy Nhưng áp không cố định mà luôn tăng Áp suất tăng, ngưng tụ khí hịa tan Phần thể tích bóng khí bị chất lỏng dồn vào nhanh chóng đạt áp suất khoảng 100 – 1000at Hiện tượng tạo va đập thủy lực, bào mịn phần kim loại có cấu tạo khơng chắc, gây ăn mịn điện hóa học  Cách khắc phục Giới hạn chiều cao hút bơm Xét nhiệt hóa nơi đặt bơm phù hợp chưa Giảm thiểu tối đa trở lực đường ống hút Tăng áp lực hút cách giảm chiều cao miệng hút bơm Làm cạnh trịn phần nhơ lên, mép vào cánh guồng nên làm tròn mỏng Ống hút nên làm rộng, ngắn, chỗ võng Không cho chạy tải 25% lưu lượng cho phép Nêu cơng dụng (chức năng) bầu khí hệ thống bơm pittong? Chuyển động không ổn định chất lỏng ống hút đẩy nguyên nhân làm cho lưu lượng không gây lực quán tính Bầu khí thiết bị tốt để khắc phục tượng Quá trình làm việc bầu khí sau: khơng khí chứa bầu bị nén lượng cung cấp chất lỏng tăng lên dãn nở lượng cung cấp chất lỏng giảm xuống Khi lượng chất lỏng tăng lên đột ngột, bị giữ lại bầu lượng cung bơm giảm xuống cung cấp cho bơm ống đẩy Nguyên tắc: tất chất lỏng cần qua bầu khí, chất lỏng bầu phải hướng ban đầu Khi làm việc bình thường, lượng khơng khí bầu hút tăng lên khơng khí tách từ chất lỏng khơng gian bầu hút Ngược lại, bầu đẩy lượng khơng khí bị giảm xuống khơng khí hịa tan vào chất lỏng có áp suất cao Do cần định kỳ thải khí khỏi bầu hút nạp khí vào bầu đẩy 5 Chiều dài tương đương van, cút tê hay chỗ có trở lực cục định nghĩa nào? Chiều dài tương đương định nghĩa chiều dài đoạn ống thẳng có tổn thất lượng van, cút điều kiện Có loại bơm? Kể tên chúng, phạm vi giới hạn ứng dụng? Theo nguyên lý làm việc, bơm thể tích bơm động lực  Bơm thể tích hút đẩy chất lỏng khỏi bơm thay đổi thể tích không gian làm việc nhờ phận chuyển động tịnh tiến (pittong) quay (rotor), áp suất chất lỏng tăng lên Ví dụ Bơm pittong, bơm rotor (bơm khía, bơm cánh trượt, bơm trục vis)  Bơm động lực hút đẩy chất lỏng cung cấp động lượng nhờ va đập cánh (bơm ly tâm, bơm hướng trục) nhờ ma sát tác nhân làm việc (bơm xoáy lốc, bơm tia, bơm chấn động, bơm vis xoắn, bơm sục khí, bơm luồn) nhờ tác dụng trường điện từ (bơm điện từ) trường lực khác +Bơm pittong: Được sử dụng cần áp lực lớn lưu lượng nhỏ Bơm loại dung dịch có độ nhớt cao (dầu mỡ, bột nhão,…) + Bơm rotor: Bơm bánh răng: tạo áp suất tới 25at (khi lưu lương tối đa 58m3/h) Bơm thường dùng để vận chuyển loại chất lỏng có độ nhớt cao từ 0,2 ¸ 100 cm2/s Bơm cánh trượt: tạo áp suất tới 70at lưu lượng tới 3,5 l/s Bơm pittong quay: tạo áp suất 300at lưu lượng khoảng l/s Bơm trục vít:có thể có một, hai, ba nhiều trục vis đặt vị trí nằm ngang thẳng đứng Loại bơm trục vis trục trục dẫn trục bên trục bị dẫn Khi làm việc bình thường, trục dẫn khơng truyền moment xoắn cho trục bị dẫn, mà trục quay tác dụng áp suất chất lỏng Các trục bị dẫn có tác dụng bít kín Khi cần ghép bơm làm việc song song nối tiếp? vẽ đường đặc tuyến bơm cho trường hợp trên? Tham khảo: Nguyễn Minh Tuyển, “Bơm, quạt, máy nén công nghệ”, nhà xuất xây dựng  Ghép bơm song song cần cố định cột áp tăng lưu lượng  Ghép bơm nối tiếp cần cố định lưu lượng tăng cột áp Chiều cao hút bơm gì? Tại chiều cao lại bị giới hạn giới hạn tối đa bao nhiều? Chiều cao hút hay áp lực bơm lượng tăng lượng riêng chất lỏng từ miệng hút đến miệng đẩy bơm thường tính mét cột chất lỏng Ký hiệu H Chiều cao hút bơm dùng để khắc phục chiều cao nâng (hình học), hiệu số áp suất hai đầu đường ống, trở lực thủy lực ống hút ống đẩy, hiệu số áp suất động học phía đẩy phía hút Dựa vào chi tiết bơm để phân biệt bơm cao áp hay bơm thường? Dựa vào cấu tạo số lượng guồng động 10 Các số liệu đo thí nghiệm dịng chảy lưu chất có ổn định khơng? Tại sao? Dịng chảy lưu chất khơng ổn định lưu lượng bơm cung cấp khơng đều, nhiệt độ thí nghiệm lưu chất thay đổi 11 Nguyên tắc đo lưu lượng lưu lượng kế màng chắn venturi? Đây đo trực tiếp hay gián tiếp? Nguyên tắc chung hai dụng cụ dùng giảm áp suất lưu chất chảy qua chúng để đo lưu lượng Vận tốc trung bình vị trí sau ống tính theo cơng thức tổng kê lượng: Trong đó: C: hệ số màng chắn venturi, tùy thuộc vào chế độ chảy Re P: Độ giảm áp suất qua màng chắn hay venturi, N/m2 g: Trọng lượng riêng lưu chất, N/m3 : Tỉ số đường kính cổ venturi hay đường kính lỗ màng chắn đường kính ống Do lưu lượng qua màng chắn hay qua venturi: Phép đo lưu lượng phép đo gián tiếp thông qua độ giảm áp cột nước 12 Có loại van? Vẽ đặc tuyến riêng vài loại van sử dụng hệ thống cấp thoát nước mà em học biết? Các loại van Van bướm Van cửa Van cầu Van kim Lưu lượng Lớn Lớn Nhỏ Nhỏ Độ đóng mở Nhanh Chậm Nhanh Chậm 13 Cho biết cơng thức tính hệ số ma sát phụ thuộc Re? Hệ số ma sát l phụ thuộc vào chế độ chuyển động chất lỏng độ nhám thành ống dẫn Chế độ chảy màng (Re < 2320) : Đối với ống thẳng hệ số ma sát không phụ thuộc vào độ nhám mà phụ thuộc vào chế độ chuyển động hình dạng mặt cắt ngang ống A: hệ số phụ thuộc hình dạng mặt cắt ngang ống Nếu hình trịn A = 64 Chế độ chảy độ (2320 < Re < 4000) : Hệ số ma sát tính theo cơng thức thực nghiệm Braziut: Chế độ chảy xoáy (Re ³ 4000) : Re giới hạn trên: Re bắt đầu xuất vùng nhám: Khu vực nhẵn thủy lực: Khi 4000 < Re < Regh: Khu vực nhám: Khi Re > Ren: Khu vực độ: Khi Regh< Re < Ren: Với 0,00008 – 0,0125 Với chế độ chảy xốy ta sử dụng cơng thức sau để tính hệ số ma sát cho khu vực: Trong đó: : độ nhám tương đối 14 Cho biết cơng thức tính hệ số lưu lượng lưu chất qua lỗ bình hay từ bồn chứa cao vị? Hệ số lưu lượng : Cd = CC CV (Cd< 1) CC: hệ số co hẹp CV:hệ số lưu tốc Đối với chất lỏng có độ nhớt bé (như xăng, dầu lửa, nước,…) ta chọn: CC = 0,63 ; CV = 0,97 Cd = 0.61 Đối với nước chảy qua lỗ tròn thành mỏng d 1cm, Re > 105 với H 2m thì: CC = (0,63 ¸ 0,64) ; CV = (0,97 ¸ 0,98) ; Cd = (0,60 ¸ 0,62) Tất hệ số dịng chảy CC, CV, Cd phụ thuộc vào Re Khi > 10000 thì: (cơng thức A D Ansun) 15 Vẽ đồ thị quan hệ độ nhớt chất lỏng chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ Viết cơng thức cho mối quan hệ đó? Đối với chất khí : độ nhớt gia tăng theo nhiệt độ không phụ thuộc áp suất áp suất thay đổi giới hạn không lớn Quan hệ độ nhớt nhiệt độ mơ tả cơng thức Sutherland: Cho khơng khí: mo = 1,78.10-6 poise To = 288oK, S = 113oK Đối với chất lỏng : Quan hệ độ nhớt nhiệt độ: Hoặc: Với: Ai, Bi (i= 1, 2) số phụ thuộc vào loại chất lỏng T, To :nhiệt độ tuyệt đối 0 :hệ số nhớt 0oC  :hệ số nhớt ToK 16 Định nghĩa độ dốc thủy lực? Độ dốc thủy lực đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ giảm sút lượng dòng chảy ống dẫn xác định tỷ số chênh lệch lượng dòng chảy đầu đoạn ống dẫn chiều dài đoạn ống dẫn J:độ dốc thủy lực dE: chệnh lệch lượng dòng chảy mặt cắt dl: chiều dài ống dẫn mặt cắt 17 Dựa vào cấu tạo lưu lượng kế màng chắn venturi, cho biết hệ số lưu lượng lớn hơn? Tại sao? Do ventury co hẹp dần, màng chắn co hẹp đột ngột nên hệ số lưu lượng ventury lớn màng chắn 18 Khi thiết kế, tính tốn xong bơm hay quạt, muốn chọn chúng theo tài liệu nhà máy sản xuất ta phải dựa vào thông số chúng? Các thông số: suất, công suất tiêu thụ cột áp bơm (là lượng riêng thu từ ống hút đến ống đẩy bơm) 19 Hãy nêu cấu tạo nguyên lý làm việc bơm ly tâm? Giải thích phải mồi nước trước cho bơm chạy?  Cấu tạo  Nguyên lý làm việc Trước hoạt động, bơm ly tâm cần mồi nước bánh guồng Khi bánh guồng quay, tác dụng lực ly tâm, chất lỏng bánh guồng chuyển động theo cánh hướng dòng từ tâm bánh guồng mép bánh guồng theo vỏ bơm Vỏ bơm cấu tạo theo hình xoắn ốc có tiết diện lớn dần, có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy tăng áp lực dòng chảy Khi chất lỏng bánh guồng chuyển động ngoài, tác dụng lực ly tâm tạo áp suất chân không tâm bánh guồng Do có chênh lệch áp suất bên tâm bánh guồng, chất lỏng theo ống hút chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển động liên tục bơm  Mồi bơm Cần mồi bơm để đẩy hết khí ngồi tránh gây va đập thủy lực 20 Ngoài màng chắn venturi cịn có lưu lượng kế khác khơng? Nêu tên phạm vi ứng dụng chúng? Theo độ chênh lệch áp suất biến thiên: màng tiết lưu (gồm màng tiết lưu chuẩn phi tiêu chuẩn), van tiết lưu, ống tiết lưu (ống tròn đều, ống ventury) Theo độ chênh lệch áp suất không đổi: loại thường (dùng phao, ratomet thủy tĩnh), ratomet vi sai, ratomet từ khí nén Theo vận tốc dịng chảy: lưu tốc kế (kiểu tuabin, cảm ứng điện từ, nhiệt điện trở cầm tay), ống lưu tốc, bánh xe lăn Theo phương pháp thể tích: lưu lượng kế (kiểu buồng, kiểu bánh răng, kiểu pittong) dùng bình định lượng 21 So sánh độ xác đo lưu lượng kế: màng chắn venturi? Giải thích? 22 Việc thiết lập công thức xác định tổn thất ma sát theo quãng đường dựa vào lý thuyết nào? Trình bày nội dung ngun lý đó? Chế độ chảy tầng: cơng thức xác định tổn thất ma sát theo quãng đường thiết lập dựa trên: Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng (phương trình Bernoulli) Đinh luật học I Newton (dòng chảy ống tổng lực tác dụng 0) Chế độ chảy rối: công thức xác định tổn thất ma sát theo quãng đường thiết lập dựa vào thực nghiệm dùng phương pháp phân tích thứ nguyên Nguyên tắc đồng thứ nguyên Fourier: phương trình biểu thị mối quan hệ vật lý số đại lượng phải đồng thứ nguyên, tức thứ nguyên vế phương trình phải Định lý  (Buckingham): Một quy luật vật lý biểu thị hàm quan hệ n đại lượng có thứ nguyên, có k đại lượng có thứ ngun độc lập, quy luật vật lý biểu thị hàm quan hệ s = n – k đại lượng vô thứ nguyên pi