KỸ THUẬT THỰC PHẨM 1 CHƯƠNG 3 ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT 1 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG Nội dung nghiên cứu các qui luật về chuyển động của chất lỏng Nghiên cứu các đại lượng đặc trưng cơ bản cho chuyển động của[.]
CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG Nội dung nghiên cứu: qui luật chuyển động chất lỏng: - Nghiên cứu đại lượng đặc trưng cho chuyển động chất lỏng như: vận tốc áp suất dòng - Ứng dụng thực tế NHỮNG KHÁI NIỆM 1.1 Lưu lượng vận tốc chuyển động chất lỏng Lưu lượng: lượng lưu chất chuyển động qua tiết diện ướt ống dẫn đơn vị thời gian Phân loại: - Lưu lượng thể tích - Lưu lượng khối lượng - Lưu lượng mol Lưu lượng thể tích: Qv = F. (m3/s) F: tiết diện ngang ống, m2 (nếu ống có tiết diện hình trịn F = πR² = πD²/4) : vận tốc dòng lưu chất chuyển động ống, m/s Cơng thức tính vận tốc: ω = 4Qv / πD², m/s Lưu ý: - Cơng thức tính dịng lưu chất chốn đầy hết ống dẫn - Tốc độ phần tử chất lỏng tiết diện ngang ống khác - Ở tâm ống tốc độ lớn umax, gần thành tốc độ giảm dần sát thành ống tốc độ khơng (do ma sát) Khi tính tốn người ta lấy vận tốc trung bình: ω = 4Qv / πD² = umax /2 Lưu lượng khối lượng: Qm = .Qv = .F., kg/s : khối lượng riêng lưu chất, kg/m3 F: tiết diện ngang ống, m2 : vận tốc dòng lưu chất chuyển động ống, m/s Lưu lượng mol: n m Qn Qm Qv , t M t M M kmol/s : khối lượng riêng lưu chất, kg/m3 n: số mol lưu chất qua, mol M: khối lượng phân tử lưu chất, đvC m: khối lượng lưu chất qua, g t: thời gian lưu chất qua, s 1.2 Độ nhớt yếu tố ảnh hưởng lên độ nhớt Độ nhớt: - Khi chất lỏng thực chuyển động xảy trình trượt lớp chất lỏng nên sinh lực ma sát nội - Lực ma sát gây sức cản chất lỏng chuyển động tương đối phần tử chất lỏng Tính chất chất lỏng gọi độ nhớt Xét chuyển động lớp chất lỏng: - Lớp A chuyển động với vận tốc v - Lớp B chuyển động với vận tốc (v+dv) Hai lớp chất lỏng chuyển động song song, vận tốc tương đối lớp sau so với lớp trước dv, khoảng cách lớp dn 10 Đặt: - Khi đó: K d d 1 D Q K P - Trong thực tế, thêm vào hệ số C đặc trưng cho loại Màng chắn Ventury: Q C.K P 34 35 36 TRỞ LỰC TRONG ỐNG DẪN CHẤT LỎNG Khi chất lỏng thực chuyển động đường ống phần riêng bị tổn thất ma sát gây tạo nên trở lực đường ống Có loại trở lực: - Trở lực ma sát - Trở lực cục 37 a Trở lực ma sát trở lực chất lỏng chuyển động ma sát với thành ống gây Các yếu tố ảnh hưởng: vận tốc, đường kính, chiều dài ống, độ nhớt, khối lượng riêng lưu chất, độ nhám ống Cơng thức: • • • • L ,m D 2g hms L : chiều dài ống dẫn, m : hệ số ma sát D : đường kính ống dẫn, m : vận tốc lưu chất, m/s 38 - Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re độ nhám ống dẫn tra giản đồ Moody λ=f(Re,n) - Độ nhám tương đối hay hệ số độ nhám(n): n=ε/r ε: chiều sâu rãnh, mm r: bán kính ống dẫn, mm 39 40 b Trở lực cục bộ: Là 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, chỗ cong (co), van, khớp nối… Trở lực cục (hcb): h i cb i 2g ∑i : hệ số trở lực cục co, van, đột thu, đột mở, khớp nối… 41 Tổng trở lực đoạn ống có đường kính là: L h f D 2g Ta nhận thấy Σ tương ứng với λL/D Ta chuyển trở lực cục thành trở lực ma sát theo chiều dài chiều dài gọi chiều dài tương đương L’: ∑ξ = λL’/ D 42 Khi ta có cơng thức: L ( L L' ) td hf D 2g D 2g 43 Mối liên hệ đường kính ống trở lực ma sát: L ω 8λ Ta có: h ms = λ = LQ ² D 2g π 2gD5 không đổi sức cản thủy lực ma sát theo chiều dài ống tỉ lệ nghịch với lũy thừa bậc đường kính ống dẫn, tức tăng đường kính gấp đơi trở lực giảm 25 = 32 lần Và ngược lại 44 Bảng loại trở lực cục bộ: 45 Khối lượng chất lỏng 123kg chứa đầy bình thể tích 90lít Như khối lượng riêng chất lỏng là: a 1230 kg/m3 b 1365,8 kg/m3 c 1366,7 kg/m3 d 1376,7 kg/m3 Áp suất bình kín 1,5at Hỏi áp suất trong bình kín mmHg: a 735,5mmHg b 760mmHg c 1103,25mmHg d 1140mmHg 46 Một đồng hồ đo áp suất 2,5at Áp suất khí 1,05at Áp suất tuyệt đối trường hợp là: a 3,5 at b 1,5 at c 1,48 at d 3,55 at Chân không kế áp suất bình kín 0,6at Áp suất khí 1at Áp suất tuyệt đối trường hợp là: a 0,4at b 40mH2O c 3,924N/m2 d Tất 47 THANKS !!! 48