Mạch lưu chất

Mạch lưu chất Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Maïch löu chaát TRÍCH YEÁU Muïc ñích thí nghieäm Khaûo saùt söï chaûy cuûa nöôùc ôû phoøng thí nghieäm trong moät heä thoáng oáng daãn coù ñöôøng kính[.]

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất TRÍCH YẾU : - - - - 1.1 Mục đích thí nghiệm: Khảo sát chảy nước phòng thí nghiệm hệ thống ống dẫn có đường kính khác có chứa lưu lượng kế màng chắn, ventruri phận nối ống cut, van, chữ T Mục đích thí nhiệm: Thí nghiệm 1: Xác định hệ số lưu lượng màng chắn C m venture Cv theo chế độ chảy Thí nghiệm 2: Xác định thừa số ma sát f ống dẫn Thí nghiệm 3: Xác định chiều dài tương đương, từ đo xác định trở lực cục để xây doing đặc tuyến riêng đặc tuyến van gắn vào mạng ống 1.2 Phương pháp: Thí nghiệm 1: khảo sát độ giảm áp suất dòng chảy qua màng chắn venturi với chế độ chảy khác từ xác định hệ số lưu lượng hai lưu lượng kế Thí nghiệm 2: dựa vào việc khảo sát độ giảm áp suất đọan ống có đường kính chiều dài khác để xác định hệ số ma sát ống dẫn Thí nghiệm 3: ứng với độ mở van khác nhau, ta khảo sát độ sụt áp hai bên van với chế độ chảy khác nhau, từ tính tóan chiều dài tương đương, xây dựng đặc tuyến riêng đặc tuyến van 1.3 Kết thí nghiệm: số liệu thô 1.3.1 Thí nghiệm Bảng Thời gian ứng với lưu lượng chọn W (l) t (s) 1.00 7.04 1.00 6.43 2.00 9.17 3.00 9.47 4.00 9.96 5.00 12.92 6.00 12.62 7.00 14.04 8.00 15.30 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất Bảng Độ giảm áp màng chắn venturi Pm 35.7 35.6 30 28 26.5 25 22 20.5 19 27 26.5 11 -4 -11.7 -21 -36.7 -45 -49.5 ΔPm 8.7 9.1 19 32 38.2 46 58.7 65.5 68.5 Pv 69.2 69 65 62.5 61 59 55 53 51.5 ΔPv 3 14.5 17.5 20.8 25.5 28.5 29.5 66.2 66 56 48 43.5 38.2 29.5 24.5 22 1.3.2 Thí nghiệm Bảng Độ giảm áp ống 1” màng chắn (L=0.9) ΔP (cmH2O) ΔPm (cmH2O) P1 P2 Pm1 Pm2 ΔP ΔPm 44.30 45.00 43.50 32.80 14.50 44.0 44.4 42.8 30.8 6.30 0.30 0.60 0.70 2.00 8.20 42.20 43.00 41.20 34.00 26.50 9.00 10.3 1.30 25.00 6.50 11.2 4.70 24.20 5.00 11.8 6.80 23.50 2.5 2.1 12.3 12.6 -9.6 12.8 10.3 12.8 10.7 12.9 -8.3 23 22.9 22.5 22.5 22.3 42.0 42.0 41.0 25.8 18.5 33.2 40.0 44.0 0.20 1.00 0.20 8.20 45.0 58.2 64.2 67.5 69.8 72.5 -49.6 73.5 -51 74.0 -51.5 -52 74.3 -46.8 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 10.9 Mạch lưu chất 0 Bảng Độ giảm áp ống 1” màng chắn (L=1.5) ΔP (cmH2O) ΔPm (cmH2O) P1 P2 Pm1 Pm2 ΔP ΔPm 41.10 39.00 34.00 32.20 16.00 8.30 10.50 0.40 7.40 -4.30 5.50 -7.00 3.50 10.00 2.7 -11 2.4 -11.5 2.5 -11.6 2.10 1.80 7.70 10.1 11.7 12.5 13.5 13.7 13.9 14.1 42.00 34.10 27.00 25.00 24.00 23.50 22.50 22.2 22 22.2 41.9 26.7 14.5 29.3 38.0 43.0 49.0 0.10 7.40 41.5 54.3 62.0 66.5 71.5 73.2 73.8 -51.8 74.2 -52 -51 Bảng Độ giảm áp ống ½” màng chắn (L=0.9) ΔP (cmH2O) P1 P2 44.90 44.10 43.50 41.80 40.50 2.50 41.00 -9.30 41.70 16.00 20.50 22.00 41.70 41.70 ΔP 0.80 1.70 38.0 50.3 57.7 62.2 63.7 ΔPm (cmH2O) Pm1 Pm2 42.40 42.30 40.50 40.00 19.50 -1.70 12.50 -16.30 8.00 -25.50 4.50 -31.50 3.00 -33.50 ΔPm 0.10 0.50 21.2 28.8 33.5 36.0 36.5 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 41.80 41.80 41.50 23.30 23.60 23.70 65.1 65.4 65.2 Maïch lưu chất 2.00 -35.60 1.80 -36.00 1.50 -36.10 37.6 37.8 37.6 Bảng Độ giảm áp ống ½” màng chắn (L=1.5) P1 ΔP (cmH2O) P2 46.40 45.00 56.50 45.90 42.50 -25.00 58.00 -32.00 59.50 -36.00 60.00 -38.30 60.50 -41.00 61.00 -42.30 61.50 -42.50 ΔP 0.50 2.50 81.5 90.0 95.5 98.3 101 50 103 30 104 00 ΔPm (cmH2O) Pm1 Pm2 42.80 40.50 11.50 42.70 40.00 -17.70 7.50 -25.00 5.50 -28.50 4.00 -31.50 2.30 -34.50 1.80 -35.50 1.50 -36.00 ΔPm 0.10 0.50 29.2 32.5 34.0 35.5 36.8 37.3 37.5 1.3.3 Thí nghiệm Bảng Độ giảm áp van màng chắn ( độ mở 100%) P v1(cmH2O) 45.80 46.70 44.00 28.60 20.00 8.30 Pv2(cmH2O) 45.50 46.40 43.50 28.20 19.80 8.40 Δ Pv(cmH2O) 0.30 0.30 0.50 0.40 0.20 0.10 Pm1(cmH2O) Pm2(cmH2O) 42.20 43.20 40.40 31.50 28.50 25.20 42.20 43.20 39.80 15.50 -2.00 -26.70 Δ Pm(cmH2O) 0.00 0.00 0.60 16.00 30.50 51.90 Baûng Độ giảm áp van màng chắn ( độ mở 3/4) P v1(cmH2O) 45.90 47.00 P v2(cmH2O) 45.50 46.70 Δ Pm1(cmH2O) Pm2(cmH2O) Pv(cmH2O) 42.20 42.20 0.40 43.50 43.50 0.30 Δ Pm(cmH2O) 0.00 0.00 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 38.00 25.10 6.70 2.50 0.40 -2.40 -3.00 37.80 24.90 7.50 3.40 1.30 -1.50 -2.00 0.20 0.20 0.80 0.90 0.90 0.90 1.00 Mạch lưu chất 36.20 30.50 25.00 24.00 23.50 23.00 22.50 31.40 8.50 -29.40 -38.50 -43.50 -50.00 -51.50 4.80 22.00 54.40 62.50 67.00 73.00 74.00 Bảng Độ giảm áp van màng chắn (đợ mở 1/2) Δ Δ P P P P Pv(cmH2O Pm(cmH2O v1(cmH2O) v2(cmH2O) m1(cmH2O) m2(cmH2O) ) ) 46.50 46.20 43.00 43.00 0.30 0.00 45.80 45.50 42.10 42.00 0.30 0.10 27.20 29.00 31.00 15.20 1.80 15.80 21.00 24.30 29.20 4.50 3.30 24.70 13.60 18.50 27.00 -9.70 4.90 36.70 2.80 10.00 24.30 -30.70 7.20 55.00 -4.50 4.80 22.50 -45.00 9.30 67.50 -7.00 2.80 22.00 -50.70 9.80 72.70 -7.40 2.50 22.00 -51.20 9.90 73.20 Baûng 10 Độ giảm áp van màng chắn (độ mở 1/4) v1 P (cmH2O) 45.50 45.00 29.20 -7.00 -21.00 P Δ (cmH2O) Pv(cmH2O) 45.50 0.00 45.00 0.00 41.40 12.20 42.50 49.50 46.50 67.50 v2 -40.50 50.50 -49.00 52.00 -52.50 52.50 91.00 101.00 105.00 m1 P (cmH2O) 42.00 41.50 34.00 28.20 22.00 17.30 14.60 13.50 m2 P (cmH2O) 42.00 41.40 27.50 8.30 15.60 33.40 41.80 47.00 Δ Pm(cmH2O) 0.00 0.10 6.50 19.90 37.60 50.70 56.40 60.50 1.4 Nhận xeùt kết quả: Kết sai lệch với lý thuyết sai số xảy trình thí nghiệm LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM : 2.1 Lưu lượng kế màng chắn venturi: Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất Nguyên tắc dụng cụ giảm áp suất lưu chất chảy qua chúng để đo lưu lượng d1 d2 d1 d2 Hình 1: Lưu lượng kế Venturi màng chắn Vận tốc trung bình vị trí (2) tính từ công thức tổng kê lượng : V =C Trong : √ gΔP ( 1− β ) C : hệ số màng chắn venturi, tuỳ thuộc vào chế độ chảy Re P: Độ giảm áp suất qua màng chắn hay venturi, mH2O β= d2 d1 : Tỉ số đường kính cổ venturi hay đường kính lỗ màng chắn đường kính ống Do lưu lượng qua màng chắn hay venturi: Q = V2 A2 = V1 A1 2.2 Tổn thức lượng chảy ống: Khi lưu chất chảy ống, ta có lượng ma sát thành ống Xét trường hợp ống tròn nằm ngang Từ phương trình Bernoulli ta có : (−ΔP ) Δ ( αV ) + + ΔZ + H f =0 ρg 2g Vì  Δ ( αV ) =0 2g Hf = vaø ΔZ =0 (− ΔP ) ρg Hf : Thuỷ đầu tổn thất ma sát ống, m Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất Tổn thất lượng liên hệ với thừa số ma sát phương trình Darceyweibach: LV H f =f gD f : Hệ số ma sát, vô thứ nguyên L : Chiều dài ống, m D : Dường kính ống, m a Trong chế độ chảy tầng Tổn thất ma sát tính theo công thức sau: Hf = 32 μ lV gD2 ρ Hệ số ma sát f tính theo công thức Hagen – Poiseuille f= b 64 μ 64 = DV ρ Re Đối với chảy rối Hệ số ma sát tuỳ thuộc vào Re độ nhám tương đối ống() D0ộ nhám tương đối ống tỷ số độ nhám thành  đường kính ống D Người ta tính f từ phương trình thực nghiệm phương trình Nikuradse, hay để thuận tiện người ta sử dụng giản đồ f theo Re () (giản đồ Moody) Ngoài lượng ma sát ống nói trên, ta có mát lượng trở lực cục bộ, ví dụ : thay đổi tiết diện chảy, thay đổi hướng chảy, hay thay đổi tiết diện van Trong trường hợp ta tính trở lực cục sau: l td v ΔP cb =f gD ltd : Chiều dài tương đương cút, van…Chiều dài tương đương định nghóa chiều dài đoạn ống thẳng có tổn thất lượng van, cút điều kiện Trở lực riêng tiêu tốn để thắng trở lực phận ta xét gây ra: Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất ( ) v2 ΔP cb =ξ 2g So sánh vế công thức (8) (9) ta có ξ=f l td D Từ ñoù ta coù l td = ξD f DỤNG CỤ, THIẾT BỊ & PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM: 3.1 Dụng cụ thiết bị: - Thì kế để tính thời gian - Số liệu kích thước ống dẫn đồng: Đường kính gọi Đường kính 1" (2,54 cm) 1,125" (2,68 cm) 1,025" (2,6 cm) 3/4" (1,90 cm) 0,875" (2,22 cm) 0,785" (2,0 cm) 1/2" (1,27 cm) 0,625" (1,59 cm) 0,545" (1,39 cm) 3/8" (0.951 cm) 0,5" (1,27 cm) 0,43" (1,09 cm) - Độ nhám e = 0,000005 - Màng chắn: - Venturi:lối vào: 2,60 cm lối vào: 2,60 cm Đường kính đường kính lỗ : 1,59 cm đường kính cổ : 1,59 cm 3.2 Sơ đồ thiết bị: Tham khảo tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Quá trình & Thiết bị, hình 2: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm mạch lưu chất 3.3 Phương pháp thí nhiệm: Trước làm thí nghiệm: - Trước mở tắt máy bơm phải đóng van số 13 số 15 để tránh bọt khí lọt vào hệ thống - Mở van 14 đóng van suốt thời gian làm thí nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm - Trắc định lưu lượng kế màng chắn venture: - Mở van 16 17 cho nước vào đến vạch tối đa (48 l) - Mở van 1, 2, 3, đóng van 12 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất - Cho bơm chạy từ từ mở van 13 sau khóa lại kiểm tra mực nước cột áp kế màng venturi có chưa Nếu chưa tiếp tục mở, đóng van 13 Khi mực chất lỏng nhánh (của màng venturi) ta tiến hành làm thí nghiệm - Chọn lưu lượng trứơc tùy ý Từ từ mở van 15 ứng với lưu lượng chọn ta đọc cột áp venturi, màng chắn thời gian Khi heat nước bình chứa phải đóng lại van 15, mở van 13 van 16 cho nước vào bình chứa Lặp lại thí nghiệm từ đến lần 3.3.2 Thí nghiệm - Thiết lập giản đồ f theo Re cho ống 1” ống ½”: a Ống 1”: Ta giữ nguyên độ mở van thí nghiệm Mở van VA2 đóng van VB1 Kiểm tra mực nước torng coat áp kế ống 1” Nếu mức nước ta tiến hành thí nhgiệm Dùng van 13 để chỉnh lưu lượng (giống chỉnh van 15 thí nghiệm 1) Ứng với độ mở van 13 ta đọc độ giảm áp màng chắn ống 1” độ dài l=0.9m Van 13 chỉnh đến độ mở tối đa Đo xong cho đọan 0.9m ta khóa van VA2 mở van VB1, tiếp tục đo độ giảm áp cho đọan ống l=1.5m Lưu ý: Thí nghiệm dùng van 13 để chỉnh lưu lượng b Ống ½”: Ta mở van 12, đóng van số Mở van VA2”, đóng van VA3” Tương tự đo ống 1”, ta kiểm tra mức nước coat áp kế ống ½” Nếu ta tiến hành đo Nếu không ta đóng mở van 13 thí nghiệm Khi mực chất lỏng ta tiến hành thí nghiệm Đo xong đọan 0.9m, ta khóa V A2” mở van VA3” tiến hành đo đọan 1.5m 3.3.3 Thí nghiệm - Xây dựng đặc tuyến riêng đặc tuyến van: Mở van số đóng van 12 Đóng van Vb1 Van để mở hòan tòan Dùng van 13 để chỉnh lưu lượng giống thí nghiệm Ứng với độ mở van 13 ta đọc độ giảm áp màng van (van 13 chỉnh 8, độ mở) Xong thí nhgiệm với độ mở hòan tòan van (khi độ giảm áp màng van không đổi nữa), ta đóng van laùi voứng ẵ seừ ủửụùc ủoọ mụỷ ắ, tiếp tục đo Tiếp tục khóa van vòng ½ ta có độ mở ½ Tương tự cho độ mở van ¼ Do không kiểm nghiệm hệ số ma sát f theo độ mở van thí nghiệm nên tính l tđ sử dụng kết thí nghiệm cho ống 1” chiều dài 1.5m KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 00 00 00 00 00 00 00 00 00 t (s) 7.04 6.43 9.17 9.47 9.96 12.9 12.6 14.0 15.3 4.1 Thí nghiệm 1: Bảng Hệ số màng chắn vaø Venturi Δ Δ ΔPv ΔPv v Q Q (cm (m Pm/ρg Pm/ρg (m/ (l/s) (m3/s) (cm H20) H20) (m s) H2O) H2O) 0.1 1.420E0.08 0.03 0.7 8.700 3.000 42 04 70 00 15 0.1 1.555E0.09 0.03 0.7 9.100 3.000 56 04 10 00 83 0.2 2.181E- 19.00 0.19 0.09 1.0 9.000 18 04 00 00 98 0.3 3.168E- 32.00 0.32 14.50 0.14 1.5 17 04 00 50 95 0.4 4.016E- 38.20 0.38 17.50 0.17 2.0 02 04 20 50 23 0.3 3.870E- 46.00 0.46 20.80 0.20 1.9 87 04 00 80 49 0.4 4.754E- 58.70 0.58 25.50 0.25 2.3 75 04 70 50 94 0.4 4.986E- 65.50 0.65 28.50 0.28 2.5 99 04 50 50 11 0.5 5.229E- 68.50 0.68 29.50 0.29 2.6 23 04 50 50 33 Re Cm Cv 14130 07 15470 56 21695 91 31512 90 39950 09 38496 80 47294 32 49596 16 52013 45 0.50 78 0.54 36 0.52 76 0.59 05 0.68 52 0.60 17 0.65 44 0.64 96 0.66 62 0.86 48 0.94 68 0.76 66 0.87 73 1.01 24 0.89 48 0.99 28 0.98 48 1.01 52 0.8000 0.7000 0.6000 f(x) = 0.443678346836225 ln(x) + 3.96332562003517 R² = 0.925145298770008 0.5000 ΔP/ρg W (l) Mạch lưu chất 0.4000 0.3000 0.2000 f(x) = 0.19925066448061 ln(x) + 1.77549374383853 R² = 0.951046780139375 mang Logarithmic (mang) Logarithmic (mang) ventuary Logarithmic (ventuary) Logarithmic (ventuary) 0.1000 0.0000 1.000E-04 2.000E-04 3.000E-04 4.000E-04 Q 5.000E-04 6.000E-04 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất ΔP m ΔP v Đồ thị Lưu lượng Q hiệu số thủy đầu ρg ρg qua màng chắn ống venturi 1.2000 1.0000 R² = 0.568905242361745 Cm (Cv) 0.8000 0.6000 R² = 0.854823590150864 0.4000 cm Polynomial (cm) cv Polynomial (cv) 0.2000 0.0000 10000.00 20000.00 30000.00 40000.00 50000.00 60000.00 Re Đồ thị Hệ số lưu lượng kế Cm Cv theo Re 4.2 Thí nghiệm 2: 4.2.1 Ống 1”: Bảng Thừa số ma sát ống dẫn 1” có chiều dài l=0.9m ΔP ΔPm (mH2O) v (m/s) f Re Q (m3/s) (mH2O) 1.326E0.02 8068.8 0.0030 0.0020 0.250 04 72 1.351E0.05 8215.6 0.0060 0.0100 0.254 04 26 1.326E0.06 8068.8 0.0070 0.0020 0.250 04 36 1.588E0.12 9663.1 0.0200 0.0820 0.299 04 66 3.641E0.09 22147 0.0820 0.4500 0.686 04 88 03 4.902E0.06 29820 0.1030 0.5820 0.923 04 85 67 5.612E0.05 34138 0.1120 0.6420 1.057 04 68 59 6.045E0.05 36774 0.1180 0.6750 1.139 04 16 44 6.367E1.19917 0.04 38730 0.123 0.698 04 07 85 98 6.766E1.27440 0.04 41161 0.126 0.725 04 85 02 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 0.128 0.735 0.128 0.74 0.129 0.743 6.920E04 6.999E04 7.046E04 Mạch lưu chất 1.30345 69 1.31822 85 1.32717 16 0.04 27 0.04 18 0.04 15 42099 23 42576 32 42865 17 Bảng Thừa số ma sát ống dẫn 1” có chiều dài l=1.5m ΔP ΔPm v (m/s) f Re Q (m3/s) (mH2O) (mH2O) 0.11 8050.7 0.0210 0.0010 1.323E-04 0.249 49 0.07 9490.4 0.0180 0.0740 1.560E-04 0.294 09 0.06 20467 0.0770 0.4150 3.364E-04 0.634 52 15 0.04 27311 0.1010 0.5430 4.490E-04 0.846 80 41 0.03 32487 0.1170 0.6200 5.340E-04 1.006 93 17 0.03 35954 0.1250 0.6650 5.910E-04 1.113 43 89 0.02 40243 0.1350 0.7150 6.615E-04 1.246 96 72 1.29467 0.02 41815 0.137 0.732 6.874E-04 35 78 54 1.31229 0.02 42384 0.139 0.738 6.967E-04 99 74 84 1.32418 0.02 42768 0.141 0.742 7.030E-04 39 73 67 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất 0.1400 0.1200 0.1000 0.0800 f 1in 0.9m in 1.5m 0.0600 0.0400 0.0200 0.0000 5000.00 10000.00 15000.00 20000.00 25000.00 30000.00 35000.00 40000.00 45000.00 Re Đồ thị Thừa số ma sát theo Re ống 1” 4.2.2 Ống ½”: Bảng Thừa số ma sát ống dẫn ½” có chiều dài l=0.9m v (m/s) f Re ΔP ΔPm Q (m3/s) (mH2O) (mH2O) 0.003 15058.8 0.0080 0.0010 1.323E-04 0.872 0.006 15195.2 0.0170 0.0050 1.335E-04 0.880 0.058 24228.0 0.3800 0.2120 2.129E-04 1.403 0.055 28754.6 0.5030 0.2880 2.527E-04 1.665 0.051 31967.7 0.5770 0.3350 2.809E-04 1.851 0.049 33820.6 0.6220 0.3600 2.972E-04 1.959 0.049 34203.9 0.6370 0.3650 3.006E-04 1.981 2 0.047 35062.4 0.6510 0.3760 3.081E-04 2.031 0.047 35220.8 0.6540 0.3780 3.095E-04 2.040 0.047 35062.4 0.6520 0.3760 3.081E-04 2.031 9 Bảng 10 Thừa số ma sát ống dẫn ½” có chiều dài l=1.5m Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị ΔP (mH2O) ΔPm (mH2O) 0.0050 0.0010 0.0250 0.0050 0.8150 0.2920 0.9000 0.3250 0.9550 0.3400 0.9830 0.3550 1.0150 0.3680 1.0330 0.3730 1.0400 0.3750 Q (m3/s) 1.323E04 1.335E04 2.550E04 2.747E04 2.841E04 2.939E04 3.026E04 3.061E04 3.074E04 Mạch lưu chất v (m/s) 0.872 0.880 1.680 1.810 1.872 1.937 1.994 2.017 2.026 f Re 0.001 0.005 0.052 0.049 0.049 0.047 0.046 0.046 0.046 15058.8 15195.2 29015.0 31255.3 32330.0 33441.6 34435.9 34826.2 34983.5 0.0700 0.0600 0.0500 f 0.0400 0.5in 1.5m 0.5in 0.9m 0.0300 0.0200 0.0100 0.0000 10000.00 15000.00 20000.00 25000.00 30000.00 35000.00 40000.00 Re Đồ thị Thừa số ma sát theo Re ống ½” 4.3 Thí nghiệm 3: Bảng 11 Chiều dài tương đương van (đợ mở 100%) ΔP (mH2O) ΔPm (mH2O) Q (m3/s) v (m/s) 0.0030 0.0000 1.320E-04 0.249 0.0030 0.0000 1.320E-04 0.249 V2/2g 0.00 32 0.00 32 Re 8032.57 8032.57 f ltd(m) 0.012 0.012 2.051 2.051 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị 0.0050 0.0060 1.338E-04 0.252 0.0040 0.1600 1.894E-04 0.357 0.0020 0.3050 2.626E-04 0.495 0.0010 0.5190 4.253E-04 0.801 Mạch lưu chaát 0.00 32 0.00 65 0.01 25 0.03 27 8141.93 11520.28 15973.10 25873.36 0.012 0.013 0.015 0.017 3.311 1.181 0.279 0.046 100% 4.500E-04 f(x) = − 12090.1367050259 x³ + 141.306939407143 x² − 0.54591642084496 x + 0.00085079234516072 4.000E-04 R² = 0.940632305004777 3.500E-04 3.000E-04 Q 2.500E-04 100% Polynomial (100%) 2.000E-04 1.500E-04 1.000E-04 5.000E-05 0.000E+00 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.0030 0.0035 0.0040 0.0045 0.0050 0.0055 ΔP Bảng 12 Chiều dài tương đương van (độ mở 3/4) ΔP (mH2O) ΔPm (mH2O) 0.0040 0.0000 0.0030 0.0000 0.0020 0.0480 0.0020 0.2200 0.0080 0.5440 0.0090 0.6250 0.0090 0.6700 0.0090 0.7300 0.0100 0.7400 Q (m3/s) 1.320E04 1.320E04 1.471E04 2.168E04 4.500E04 5.401E04 5.977E04 6.843E04 6.999E04 v (m/s) 0.24 0.24 0.27 0.40 0.84 1.01 1.12 1.28 1.31 V2/2g Re f le(m) 0.00 32 0.00 32 0.00 39 0.00 85 0.03 66 0.05 27 0.06 46 0.08 47 0.08 86 8032.5 8032.5 8950.2 13188 37 27373 03 32855 34 36362 36 41627 48 42576 32 0.012 0.012 0.012 0.014 0.017 0.018 0.018 0.019 0.019 2.734 2.051 1.061 0.432 0.330 0.246 0.196 0.145 0.154 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất mo van 3/4 Q 8.000E-04 7.000E-04 f(x) = − 564604.139 x⁴ + 11951.9862 x³ − 69.3196635 x² + 0.11984292 x + 0.000131141 R² = 6.000E-04 0.971725038051816 5.000E-04 4.000E-04 3.000E-04 2.000E-04 1.000E-04 0.000E+00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 00 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 0 0 0 0 0 delta P ΔP (mH2O) ΔPm (mH2O) Q (m3/s) 0.0030 0.0000 1.320E-04 0.0030 0.0010 1.323E-04 0.0180 0.1580 1.885E-04 0.0330 0.2470 2.304E-04 0.0490 0.3670 3.019E-04 0.0720 0.5500 4.561E-04 0.0930 0.6750 6.045E-04 0.0980 0.7270 6.797E-04 0.0990 0.7320 6.874E-04 Bảng 13 Chiều dài tương đương v (m/s) V2/2g Re 0.00 8032.5 32 0.00 8050.7 0.249 32 0.00 11468 0.355 64 47 0.00 14015 0.434 96 83 0.01 18368 0.569 65 55 0.03 27745 0.859 76 70 0.06 36774 1.139 61 44 0.08 41346 1.280 35 97 0.08 41815 1.295 54 54 van (đợ mở 1/2) 0.249 f le(m) 0.012 0.012 0.013 0.014 0.015 0.017 0.018 0.018 0.019 2.051 2.040 5.371 6.207 4.973 2.882 1.983 1.610 1.586 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chaát mo van 0.5 8.000E-04 7.000E-04 6.000E-04 5.000E-04 f(x) = 0.00571940973315608 x + 8.18036944248738E-05 R² = 0.972262168373759 Q 4.000E-04 3.000E-04 2.000E-04 1.000E-04 0.000E+00 0.0000 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.1000 0.1200 ΔP Bảng 14 Chiều dài tương đương van (đợ mở 1/4) ΔP (mH2O) ΔPm (mH2O) Q (m3/s) 0.0000 0.0000 1.320E-04 0.249 0.0000 0.0010 1.323E-04 0.249 0.1220 0.0650 1.529E-04 0.288 0.4950 0.1990 2.068E-04 0.389 0.6750 0.3760 3.081E-04 0.580 0.9100 0.5070 4.140E-04 0.780 1.0100 0.5640 4.707E-04 0.887 1.0500 0.6050 5.163E-04 0.972 v (m/s) V2/2g 0.00 32 0.00 32 0.00 42 0.00 77 0.01 72 0.03 10 0.04 01 0.04 82 Re f 8032.5 8050.7 9299.8 12578 71 18744 95 25182 99 28635 12 31407 25 0.012 0.012 0.012 0.013 0.015 0.016 0.017 0.017 le(m) 0.0000 0.0000 59.205 119.36 56 65.435 45.282 37.666 31.840 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất mo van 0.25 6.000E-04 5.000E-04 Q 4.000E-04 f(x) = 0.000344103712296028 x + 0.000108320635514215 R² = 0.943913760864993 3.000E-04 2.000E-04 1.000E-04 0.000E+00 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 ΔP DMV 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 Q (m3/s) 0.0000 0.0001 0.0002 0.0001 0.0001 Q/Qmax 0.000 1.000 1.726 1.138 1.015 ΔP Đồ thị Đặc tuyến riêng van ρg = 0.4 cm H2O BÀN LUẬN : Câu : Nhận xét giản đồ so sánh với kết sách Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất Giản đồ biểu diễn lưu lượng Q hiệu số thủy dầu ΔP m ΔP v ρg ρg qua màng chắn ống venturi: Độ chênh cột áp tăng lưu lượng Q (l/s) tăng dần Đọan đầu tăng chậm (Q < 0.3 l/s) Đến đọan sau (Q > 0.3l/s) độ giảm áp suất tăng nhanh lưu lượng tăng ma sát dòng chảy tăng gây tổn thất áp suất cho dòng chảy nhiều Ứng với giá trị Q, pm > pv tổn thất lượng qua màng lớn qua venture Do venturi co hẹp đừơng kính dần, vận tốc dòng chảy tăng dần, tổn thất áp suất qua venturi nhỏ so với màng chắn Còn màng chắn co hẹp đột ngột, vận tốc dòng chảy tăng đột ngột giảm xuống đột ngột gây tổn thất áp suất lúc lơn nhiều so với venturi Giản đồ biểu diễn hệ số lưu lượng kế Cm, Cv theo Re : Theo lý thuyết, hệ số lưu lượng kế không thay đổi loại lưu lượng kế định, không phụ thuộc vào chế độ dòng chảy khu vực Trong thực tế, hệ số Cm, Cv dao động quanh giá trị định Cm=0,5 Cv=0,8 Hệ số Cm, Cv dao động dòng chảy không ổn định :  Lưu lượng bơm cung cấp không ổn định  Thay đổi độ mở van 15 C biểu thị mức độ tổn thất lượng dòng chảy qua lưu lượng kế Cv > Cm: Tổn thất lượng lưu lượng dòng chảy qua lưu lượng kế venturi nhỏ tổn thất lượng lưu lượng kế màng chắn (nguyên nhân nêu trên) Giản đồ biểu diễn thừa số ma sát f theo Re : Theo lý thuyết :  Khu vực chảy tầng f = f1(Re)  Khu vực chảy rối thành trơn f = f2(Re)  Khu vực độ từ chảy rối thành trơn sang chảy rối thành nhám: f=f3(Re, /d)  Khu vực chảy với thành nhám hoàn toàn f = f4( /d) Theo thực nghiệm : Từ giản đồ ta nhận thấy độ nhám tương đối phụ thuộc f theo Re khác khảo sát chiều dài ống khác khác biệt không đồng độ mở van 13 lần thí nghiệm , rò rỉ chất lỏng dọc đường ống , độ nhám ống không đồng dọc theo ống (do ăn mịn khơng đồng đều) Sự phân chia khu vực chế độ chảy phụ thuộc vào độ nhám tương đối, đường kính ống vận tốc lưu chất Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Mạch lưu chất ống vùng Re chảy tầng ống vùng Re chảy rối ống Ống 1": f thay đổi theo Re chia làm hai khu vực :  f tăng nhanh Re tăng từ khỏang 10000 : Khoảng Re thể chế độ dòng chảy ống chảy rối thành nhám thủy lực Khi f=0.0415 ống dài L=0,9m f=0,0273 ống dài L=1,5m Do có chiều dài lớn nên ống L=1,5m có hệ số ma sát nhỏ so với ống L=0,9m(tỷ số ống L=1,5m nhỏ so với ống L=0,9m với giả thiết độ nhám tương đối ống nhau) điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, hệ số ma sát phụ thuộc vào Re Ống ½”: f thay đổi theo Re chia làm hai khu vực :  f tăng Re tăng khỏang < 25000 : theo giản đồ Moddy Re tăng hệ số ma sát phải giảm đồ thị Re lại tăng, nguyên nhân sai số dòng chảy không ổn định độ giảm áp lớn vừa mở van  f giảm dần Re > 25000: Khoảng Re thể chế độ dòng chảy ống chảy rối thành nhám thủy lực f = 0,0479 ống L=0,9m, f=0,0461 ống L=1,5m Các giá trị f ống 0.9m ống 1.5m khu vực gần Lúc f phụ thuộc vào Δ chế độ chảy(Re) hệ số d giống lý thuyết Giản đồ biểu diễn lưu lượng Q theo độ mở van vài áp suất :  Từ giản đồ ta nhận thấy : Van mở lớn lưu lượng qua van lớn ứng với tổn thất cột áp Van mở lớn tổn thức áp suất nhỏ Trên giản đồ, có điểm tăng lưu lượng lại làm tăng giảm áp van, nguyên nhân sai số thiết bị cách đọ số liệu  Mức độ tổn thất lượng thể chiều dài tương đương le (bảng số liệu cho thí nghiệm 3) Độ mở lớn le nhỏ tức tổn thất cục nhỏ Do mở van lớn lưu lượng hai bên van gần nhau, tổn thất áp suất van gây