TRẢ LỜI CÂU HỎI BÀI 1 MÔN THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ
i. TRẢ LỜI CÂU HỎI LÝ THUYẾT. Câu 1:Mục đích bài thí nghiệm? Mục đích thí nghiệm: Khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệm trong một hệ thống ống dẫn có đường kính khác nhau và có chứa lưu lượng kế màng chắn, venturi cùng các bộ phận nối ống như cút, van, chữ T. Câu 2: Các thông số cần đo và trình tự thí nghiệm? Các thông số can đo: Thời gian (t) gg m ρρ ν ΡΡ ; (cmH 2 0) Trình tự thí nghiệm A.THÍ NGHIỆM 1: Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn và Venturi Mở van 9 cho nước vào bình đến vạch tối đa (1 cm trên vạch tương đương với 1 lít) Mở hoàn toàn hai van 4,5; đóng hai van 6,7 Cho bơm chạy và từ từ mở van 6 đòng thời đóng cặp van V 3 Đóng van 6 lại và so sánh mực chất lỏng trong các nhánh áp kế (của từng cặp áp kế) xem có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta tiếp tục mở đóng van 6 và điều chỉnh cặp van V 1 ,V 8 và các van V 9 ,V 10 cho đến khi bằng mới thôi. Nếu bằng nhau thì chúng tiến hành liền các bước sau: Ta chọn lưu lượng trước tuỳ ý (ghi vào bảng 1). Từ từ mở van 7 đến độ mở tối đa, ứng với mỗi độ mở của van 7, với lưu lượng đã chọn, ta đọc cột áp của Venturi và màng chắn trên bảng đo áp kế, và thời gian trên đồng hồ bấm giây. Khi nước trong bình gần heat, phải đóng van 7,mở van 6 và mở van 9cho nước vào bình chứa. Lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần. B.THÍ NGHIỆM 2: Thiết lập giản đồ f theo Re cho ống A,B,C,D 1 . Cho ống A Khoá van 7, mở van 6 và van 9 cho nước vào bình đến vạch tối đa. Mở cặp van V 4 , đóng cặp van V 3. đóng van 6, so sánh mức chất lỏng trong các nhánh áp kế của từng cặp xm có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta tiếp tục mở, đóng van 6 và điều chỉnh các cặp van V 1 , V 8 và các van V 9 ,V 10 cho đến khi nào bằng nhau mới thôi. Nếu bằng nhau ta tiến hànhliền các bước sau Dùng van 6 để điều chỉnh lưu lượng(tương tự như điều chỉnh van 7 trong thí nghiệm 1), ứng với độ mở của van 6ta đọc độ giảm áp của màng và ống A ở độ dài l= 1.5m. lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần. 2. Cho ống B,C,D Thao tác tương tự như đối với ống A, thay vì mở van 4 thì lúc này ta mở van 3 hoặc 2 hoặc 1. lưu ý: khi moat trong 4 van 1,2,3,4 thì ba van còn lại sẽ phải đóng hoàn toàn. THÍ NGHIỆM 3 Ta sử dụng van số 5. đếm số vòng của van số 5, sau đó mở hoàn toànvan số 5. Mở van số 4,6 và cặp van V 2 . Các van còn lại đóng Đóng van 6, so sanh mực chất lỏng trong hai áp kế của từng cặp xem có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta phải điều chỉnh tương tự như các thí nghiệm trước cho đến khi bằng nhau mới thôi. Nếu bằng nhau ta tiến hành liền các bước sau: Cũng sử dụng van 6 để điều chỉnh lưu lượng như các thí nghiệm trước, ứng với mỗi độ mở van 6 ta đọc độ giảm áp của màng và van. Xong thí nghiệm với độ mở van hoàn toàn, ta đóng van số 5 về độ mở ¾,rồi tiếp tục đo như trên. Tương tự lập lại thí nghiệm với độ mơ van 5 là ½ va1/4 Tính l td của van số 5. cho các độ mở khác nhau của van( dạng van phẳng hay còn gọi là van chỉnh lưu) ta co 1 ác giá trò như trong bảng sau: Độ mơ’ Mở hoàn toàn ¾ ½ ¼ ξ 0.12 0.26 2.06 17 D(mm) 29 26.83 22.63 16.28 Câu 3: Nêu các phương pháp làm giảm trở lực trên đường ống dẫn? Trở lực trên đường ống dẫn được tính theo công thức: ∑ ∑ += ggd l h 22 22 ν ξ ν λ Để làm giảm trở lực ta có thể thực hiện: + Giảm vận tốc của dòng chảy + Tăng kích thước của đường ống + Giảm độ nhảm của thành ống + Giảm chiều dài đường ống Câu 4: Nêu đặc điểm của áp suất thuỷ tỉnh (ASTT) - ASTT luôn luôn tác dụng vuông góc với diện tích chòu lực và hướng vào trong diện tích ấy - Trò số áp suất thuỷ tónh tại một điểm bất kỳ là bằng nhau và bằng lực chính, không phụ thuộc hường đặt của diện tích chòu lực tại điểm này. Câu 5: Hiện tượng xâm thực là gì? Nguyên nhân và tác hại của nó ra sao? - Hiện tượng xâm thực : tại một nơi nào đó trong thân bơm áp suất giảm đột ngột, khi áp suất giảm thì chất lỏng bay hơi tạo thành túi khí hơi. Các t khí này chuyển động hổn loạn nhưng chúng có xu hướng chuyển động ra phần vỏ của bơm. Ra đó chúng ngưng tụ lại và tạo thành những khoảng trống khiến cho chất lỏng ở các nơi khác dồn về khoảng trống đó với vận tốc rất lớn → làm cho bơm dễ vỡ. Nếu mỗi chất kết hợp với ăn moon kim loại → sự cố càng dễ xảy ra. - Nguyên nhân: áp suất trongbơm bằng với áp suất hơi bão hoà Khắc phục hiện tượng xâm thực: - Hạ tâm bơm đến gần mặt thoáng hay tâm bơm càng thấp hơn mặt thoáng càng tốt - Đường ống hút phải kín tuyệt đối - Xem xét nhòp độ hoá hơi tại điểm đặt bơm phù hợp chưa Câu 7: Chiều dài tương đương của van, cut, tê hay chỗ có trở lực cục bộ được đònh nghóa như thế nào? Chiều dài tương đương của một bộ phận nào đó là chiều dài 1 đạon ống thẳng có trở lực ma sát bằng trở lực cục bộ do bộ phận đó gay ra. Câu 8: Có mấy loại bơm? Kể tên, phạm vi và giới hạn ứng dụng. Có 3 loại bơm - Bơm thể tích: Chất lỏng được hút và nay khỏi bơm do sự thay đổi thể tích nhờ một bộ phận chuyển động tònh tiến hay quay, do đó thế năng và áp suất chất lỏng tăng lean. Dùng trong công nghệ hoá học, dầu khí …… Loại này có: bơm pittông, bơm răng khía, bơm cánh trượt, bơm trục vít, bơm màng - Bơm ly tâm: năng lượng và áp suất chất lỏng tăng lên nhờ lực ly tâm tạo ra trong chất lỏng khi guồng quay. Dùng bơm nước, vận chuyển chất lỏng… Loại này có: Bơm hướng trục,bơm xoáy lốc. - Bơm không có bộ dẫn động: gồm một số loại bơm đặc biệt: bơm tia, bơm sục khí, thùng nén, Xyphông… Câu 9: Khi nào can ghép nối tiếp, song song. Vẽ đường đặc tính bơm cho 2 trường hợp trên Bơm nối tiếp Bơm ghép song song Khi bơm lưu chất ở áp suất cao Khi bơm lưu chất với lưu lượng lớn Câu 10: Chiều cao hút của bơm là g ì ? Tại sao chiều cao này lại bò giới hạn và giới hạn tối đa là bao nhiêu? A A 1 2 A Đường đặc tính của bơm ghép song song A 2 1 A A Đường đặc tính của bơm ghép nối tiếp Chiều cao hút của bơm là khoảng cách từ mặt chất lỏng đến bơm. Chiều cao hút bò giới hạn bởi vì nó phụ thuộc vào vận tốc của chất lỏng và trở lực trong ống hút. Giới hạn tối đa chiều cao hút Nhiệt độ( 0 C) 10 20 30 40 50 60 60 Chiều cao hút (m) 6 5 4 3 2 1 0 Đới với các bảng tra cứu người ta thường đưa ra chiều cao hút chân không đối với nước ở nhiệt độ dưới 20 0 C và ở áp suất khí quyển là 10mH 2 0. Tuy nhiên để loại trừ khả năng dao động trong bơm nên giảm chiều cao hút khoảng 1 đến 1,5 m so với giá trò bảng trên. Câu 13: Nguyên tắc đo lưu lượng của lưu lượng kế màng chắn và ventury? trong bài là đo trực tiếp hay gián tiếp? Nguyên tắc đo lưu lượng của lưu lượng kế màng chắn và ventury là dùng sự giảm áp suất của lưu chất khi chảy qua chúng để đo lưu lượng. Cụ thể là: đònh trước lưu lượng sau đó dùng van số 6 để điều chỉnh sự cân bằng của mức chất lỏng trong màng chắn và ventury rồi dùng van số 7 để đo lưu lượng, khi van số 7 mở ta đọc được sự chênh lệch áp suất trên màng chắn và ventury qua đó ta đo được lưu lượng qua chúng. trong bài là đo trực tiếp. Câu 14: Có mấy loại van? Vẽ đặc tuyến riêng của vài loại van sử dụng trong hệ thống cấp thoát nước mà em đã học hoặc đã biết? Có 3 loại van: - van kim: được sử dụng để đo, chỉnh áp suất được dùng trong phòng thí nghiệm, hoặc các dụng cụ đo mục đích điều chỉnh áp suất và lưu lượng. - Van cửa: để đóng, mở, lưu thông. ng dụngtrong đời sống, trong các xí nghiệp chế biến thực phẩm. - Van cầu: ứng dụng trong nồi hơi. Trong các bể chứa nước lớn công nghiệp. Câu 15: Các công thức tính hệ số ma sát phụ thuộc vào Re Chế độ chảy dòng R e <2320 e R Α = λ Trong đó R e =ωd td ζ/µ Chế độ chảy quá độ 2320<R e <4000 25,0 3164,0 e R = λ .Chế độ chảy rót R r ≥ 4000 + Trong vùng nhẵn 2 )64.1lg81,1( 1 − = e R λ Trong vùng nhám + = )lg(214,1 1 ε λ td d Trong vùng quá độ 25,0 ) 100 46,1(1,0 etd Rd += ε λ giới hạn ε/d td = 0,00008÷0,125 Câu 16: Cho biết các công thức tính hệ số lưu lượng của lưu chất qua lỗ bình hay từ các bồn chứa cao vò? ( ) 0 2 . a V f g H µ = Trong đó: V: lưu lượng (m 3 /s) H a : áp suất chảy(m) 0 f : diện tích mặt cắt ngang của lỗ (m 2 ) Khi thắt dòng hoàn toàn, với các lỗ nhỏ ở trong bình: . µ ε ϕ = Trong đó: ε : hệ số thắt dòng f : diện tích mặt cắt ngang ở chỗ dòng bò thắt ϕ : hệ số tốc độ Câu 17: Đồ thò nêu mối quan hệ giữa độ nhớt của chất lỏng và chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ 3/ 2 0 273 . 273 t C T T C µ µ + = ÷ + Trong đó: 0 µ -độ nhớt động lực của khí ở nhiệt độ 0 o C T- nhiệt độ của khí, o K C- hằng số phụ thuộc từng loại khí. Câu 18: Đònh nghóa độ dốc thủy lực, bán kính thủy lực? Bán kính thủy lực hay độ dốc thủy lực là: tỷ số giữa mặt cắt ướt (A) và chu vi ướt ( χ ) ký hiệu là J χ A J = Nếu là hình tròn thì bán kính thủy lực là: 2 4 2 R d d J == π π Với A: diện tích mặt cắt ướt. χ : chu vi ướt. Câu 19: Dựa vào cấu tạo lưu lượng kế màng chắn và venturi,cùng một lưu lượng chảy qua, hệ số lưu lượng kế qua màng thấp hơn lưu lượng kế venturi. Theo lý thuyết: ( ) 4 .2 1 P g C ν γ β ∆ = − Do đó hệ số lưu lượng C sẽ tỷ lệ nghòch với độ giảm áp, không có độ giảm áp lớn hơn suy ra hệ số lưu lượng của màng sẽ bé hơn venturi. Mặt khác, hệ số lưu lượng biểu thò tỉ lệ giữa vận tốc trung bình và vận tốc cực đại của dòng. Venturi có cổ thắt dần dần, do đó vận tốc trung bình không chênh lệch lớn với vận tốc cực đại của dòng, còn màng chắn có cổ co hẹp đột ngột nên vận tốc trung bình nhỏ hơn cận tốc cực đại dòng nhiều hơn ở vecturi. Do đó cũng có thể suy ra Cm phải bé hơn Cv. Hệ số lưu lượng kế không thay đổi đối với một loại lưu lượng kế nhất đònh, không phụ thuộc vào chế độ dòng chảy trong khu vực Trong thực tế, hệ số C m , C v dao động quanh một giá trò nhất đònh C m =0,5, C v =0,8 Hệ số C m ,C v dao động do dòng chảy không ổn đònh vì : • Thay đổi lưu lượng • Thay đổi độ mở của van 5. C biểu thò mức độ tổn thất năng lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế C v > C m : Tổn thất năng lượng của lưu lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế venturi nhỏ hơn tổn thất năng lượng của lưu lượng của lưu lượng kế màng Câu 20: Khi thiết kế, tính toán xong bơm hay quạt, muốn chọn chúng theo tài liệu của nhà máy sản xuất sẵn ta phải dựa vào các thông số: - Năng suất của quạt Q, m 3 /h -Chế độ làm việc của quạt, bơm được xác đònh bằng những số liệu thành lập cho từng loại. Trên trục tung của đồ thò đặt giá trò áp suất toàn phần Htính bằng mmH 2 O, còn trên trục hoành là giá trò năng suất Q tính bằng 1000m 3 /h hoặc m 3 /h. Dựa vào giá trò Q và H đã cho theo đặc tuyến, ta xác đònh số vòng quay, hiệu suấtcủa quạt và tốc độ vòng của bánh guồng. Đưa ra tốc độ vòng để đánh giáđộ bền cơ học của quạt, bơm và tiếng ồn cơ học và khí động học gây ra. Theo năng suấtđã cho, xác đònh được tốc độ trung bình ở cửa ra và cửa vào (tính bằng m/s ) và áp suất động học tương ứng của nó (tính bằng mmH 2 O) ở trên thangsong song với trục nằm ngang. Khi xác đònh số quạt cần cố gắng sao cho giá trò áp suất và năng suất đã cho tương ứng với giá trò cực đại củahiệu suất. Nên chọn quạt với giá trò hiệu suất không nhỏ hơn 0.9 hiệu suất cực đại Đặc tuyến để chọn quạt thành lập đối vớikhông khí sạch ở điều kiện tiêu chuẩn nghóa là khi t=20 o C, ρ =1.2 kg/m 3 , áp suất 760 mmHg, và hàm ẩm tương đối của không khí ϕ =50%. Câu 21: Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm ly tâm? Giải thích tại sao phải mồi nước trước khi cho bơm chạy? Cấu tạo: bơm ly tâm gồm có rôto, vỏ bơm, thân bơm, đường ống hút, đường ống đẩy và cánh bơm. Nguyên lý làm việc: khi rôto quay thì áp suất tại tâm rôto là bé nhất. Do tính liên tục và tính chảy của lưu chất nên chúng được dâng lên tới tâm bơm và tại đây dòng lưu chất được nhận thêm một công do lực ly tâm cung cấp để nó chuyển động lên ống đẩy. Phải mồi nước trước khi cho bơm chạy vì: Nếu như không mồi đầy chất lỏng thì guồng động sẽ quay trong môi trường không khí và không tạo được độ chân không cần thiết để nâng chất lỏng từ mức thấp vào bơm. Dẫn đến bơm hoạt động ở chế độ không tải, có thể dẫn đến cháy bơm. Câu 22:Ngoài màng chắn và Venturi còn có lưu lượng kế nào khác không? Ngoài màng chắn và ventury còn có lưu lượng kế kiểu tự cảm. Khi lưu chất chảy qua ống có quấn 1 cuộn dây có độ tự cảm thì sẽ hiện giá trò Câu 23: So sánh độ chính xác khi đo của hai loại lưu lượng kế: màng chắn và venture Độ chính xác của việc đo lưu lượng bằng màng và venturi phụ thuộc vào lưu lượng ban đầu cho trước (Q=VxA). Ta có thể dùng lưu lượng này để so sánh với lưu lượng đo bằng màng và venturi. Nếu giá trò nào gần với giá trò lưu lượng đầy thì độ chính xác của giá trò đó càng cao. So với màng chắn thì phép đo với venturi chính xác hơn vì đối với các vòi phun tieu chuẩn (venturi) thì có thể xác đònh được lưu lượng rất nhỏ, nó đáp ứng được đòi hỏi hao hụt áp suất thật nhỏ. . nhẵn 2 )64.1lg 81, 1( 1 − = e R λ Trong vùng nhám + = )lg( 214 ,1 1 ε λ td d Trong vùng quá độ 25,0 ) 10 0 46 ,1( 1,0 etd Rd += ε λ giới hạn ε/d td = 0,00008÷0 ,12 5 Câu 16 : Cho biết. độ( 0 C) 10 20 30 40 50 60 60 Chiều cao hút (m) 6 5 4 3 2 1 0 Đới với các bảng tra cứu người ta thường đưa ra chiều cao hút chân không đối với nước ở nhiệt độ dưới 20 0 C và ở áp suất khí quyển là 10 mH 2 0 va1/4 Tính l td của van số 5. cho các độ mở khác nhau của van( dạng van phẳng hay còn gọi là van chỉnh lưu) ta co 1 ác giá trò như trong bảng sau: Độ mơ’ Mở hoàn toàn ¾ ½ ¼ ξ 0 .12 0.26 2.06 17 D(mm)