Bài giảng Thí nghiệm cơ lưu chất - ĐH Tôn Đức Thắng

Bài giảng Thí nghiệm cơ lưu chất - ĐH Tôn Đức Thắng

11 Giảng Viên :Giảng Viên : NCS. Ngô Tấn DượcNCS. Ngô Tấn Dược ThS. TrThS. Trầần Minh Tùngn Minh Tùng 22 a) Quan sát và đo số Reynold ở hai trạng thái chảy tầng và chảy rối. b) So sánh và nhận xét số R e giữa thực nghiệm và lý thuyết 33 Dòng chảy của lưu chất được đặt trưng bằng các đường dòng, đường dòng là đường cong mà tiếp tuyến với nó tại một thời điểm đã cho là vector tốc độ. Khi dòng chảy thực hiện mà các đường dòng trong đó chuyển động song song với nhau thì trạng thái chảy được gọi là “chảy tầng” Khi dòng chảy thực hiện mà các đường dòng trong đó chuyển động không song song với nhau (hổn độn) thì trạng thái chảy được gọi là “chảy rối” Hiện tượng chảy của lưu chất thay đổi phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy được phân biệt bằng chế độ chảy (T.t.Chảy) 44 Chế độ chảy được đánh giá bằng đại lượng không thứ nguyên, gọi là chuẩn số đồng dạng reynold và được ký hiệu là Re R e = Vd/ = Vd/ TrongTrong đóđó:: VV: Vận tốc trung bình của dòng chảy (cm/s). dd: đường kính ống (cm) (d=1,5) :: khốikhối lượnglượng riêngriêng củacủa môimôi trườngtrường lưulưu chấtchất (g/cm(g/cm 33 )) :: độđộ nhớtnhớt tuyệttuyệt đốiđối củacủa lưulưu chấtchất (Pas)(Pas) :: độđộ nhớtnhớt tươngtương đốiđối (cm(cm 22 /s)/s) fụfụ thuộcthuộc vàovào tt oo (trang(trang bảng)bảng) V = Q/S 55 Hinh vẽHinh vẽ 66 a) Quan sát và xác đònh đường áp (Z+P/). b) Vẽ đường năng và đường áp. c) So sánh & nhận xét giữa thực nghiệm & lý thuyết Phương trình becnuli là phương trình cân bằng năng lượng của dòng chảy lưu chất, được biểu diễn như sau 77 PHƯƠNG TRÌNH BECNULI (z(z ++ p/p/  g)g) làlà độđộ caocao pizômetpizômet hayhay còncòn gọigọi làlà cộtcột ápáp tónh,tónh, đườngđường biểubiểu diễndiễn sựsự thaythay đổiđổi củacủa đạiđại lượnglượng nàynày theotheo phươngphương củacủa dòngdòng chảychảy gọigọi làlà đườngđường ápáp  =  g là trọng lượng riêng của lưu chất. Đối với lưu chất không nén ép & trong điều kiện đẳng nhiệt thì  1 = 2 =  và  1 =  2 =  = g. năng lượng lưu chất tại td 1-1 năng lượng lưu chất tại td 2-2 Tổng năng lượng tổn thất từ 1-1 đến 2-2 = + 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 - +++=++ w h g v g p z g v g p z  88 v 2 /2g là cột áp vận tốc hay còn gọi là cột áp động. h w1-2 Tổn thất năng lượng từ mặt cắt 1-1 đến 2-2 (z + p/  g + v 2 /2g) là năng lượng toàn phần của dòng chảy hay độ cao năng lượng, đường biểu diễn sự thay đổi của đại lượng này gọi là đường năng. ChúChú ýý Phương trình bảo toàn năng lượng chính xác của dòng chảy là phương trình Navie-Stốc còn phương trình bảo toàn năng lượng được ứng dụng tính toán là phương trình Becnuli 99 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 - +++=++ w h g v g p z g v g p z  d 7 = d 8 = d 10 = d 11 = 1,5 cm. d 9 = 0,75 cm vaø z – chieàu cao vò trí 1010 Laàn ño Vò trí Nhieät ñoä nöôùc ( o C)  h 0 (cm) h 1 (cm) h (cm) Q (cm 3 /s) d (cm) Re z+p/ (cm) 1 7 8 9 10 11 2 7 8 9 10 11 [...]... được giữa thực nghiệm và lý thuyết 14 Dòng chảy của lưu chất trong ống dẫn do có ma sát nhớt nên gây ra tổn thất năng lượng và tổn thất này bò chuyển hóa thành nhiệt năng không thể lấy lại được Do đó tổn thất này được gọi là tổn thất ma sát (hoặc tổn thất theo chiều dài) Tổn thất ma sát là một số hạng trong phương trình Becnuli biểu diễn trên đọan ống giữa 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 2 2 h1 - 2 = ( z 1 + p1... thất ma sát là một số hạng trong phương trình Becnuli biểu diễn trên đọan ống giữa 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 2 2 h1 - 2 = ( z 1 + p1 1 g + v1 2g ) - (z2 + p2 2g + v2 ) 2g 15 hd = LV2/2dg /2dg (Darcy )  - hệ số ma sát l- chiều dài đọan ống từ 1-1 đến 2-2 (L=85cm) d- đường kính trong của ống dẫn (d=1,5cm) v – vận tốc trung bình của dòng chảy trong ống 16 Hệ số  phụ thuộc vào chế độ chảy của nước trong ống,... trước trở lực cục bộ 2 2g 2 t  - hệ số trở lực cục bộ 2 s v v hcb = ( H t + ) - (H s + ) 2g 2g Ht + v2/2g – áp lực trước trở lực Hs+ v2/2g – áp lực sau trở lực 21 vt – vận tốc trước trở lực vs – vận tốc sau trở lực Khi dòng chảy mở rộng đột ngột thì ta có: 2 3 2 4 v v hmr = ( H 3 + ) - ( H 4 + ) 2g 2g Và hệ số trở lực: hmr 2 g x= 2 v3 Với biến đổi toán học ta có :  = (1-S3/S4)2 S3, S4 – tiết diện trước... (1-S3/S4)2 S3, S4 – tiết diện trước và sau mở rộng đột ngột 22 Khi dòng chảy co hẹp đột ngột thì ta có: 2 5 2 6 v v hch = ( H 5 + ) - ( H 6 + ) 2g 2g Và hệ số trở lực: hch 2 g x= 2 v5 Với biến đổi toán học ta có :  = (1-S5/S6)2 S5, S6 – tiết diện trước và sau thu hẹp đột ngột 23 Đo lưu lượng và vận tốc trung bình của dòng chảy Lần t Q d v đo (oC) (cm3/s) (cm) (cm/s) Re H3 (cm) H4 H (cm) (cm) 1 2 24 Lần t... vùng chảy rối (Chính xác Re > 5000 ) thì : 1 = 2 log(Re l ) - 0,8 l 17 Lần đo t (oC) Q (cm3/s) d (cm) V (cm/s) Re H1 (cm) H2 (cm) H (cm) 1 2 18  Lần Q đo (cm3/s) V cm/s d (cm) Re H (cm) Theo Darcy Theo Prantl 1 2 19 a) Xác đònh hệ số sức cản cục bộ  cho thiết diện mở rộng và thu hẹp cục bộ b) So sánh và nhận xét kết quả đo được giữa thực nghiệm và lý thuyết Khi dòng chảy thay đổi về phương và trò... (cm) (cm) 1 2 Lần đo Q V cm/s d (cm)  Re Mở rộng Co hẹp 1 2 25  Quan sát và vẽ quỹ đạo dòng chảy qua vòi và lỗ P.trình x= vct y= 0,5gt2 với : vc= 0,97 2gH  Quan sát hiện tượng thắt dòng  Tính hệ số lưu lượng  của dòng chảy qua lỗ &vòi Q =  2gH 26 . riêng của lưu chất. Đối với lưu chất không nén ép & trong điều kiện đẳng nhiệt thì  1 = 2 =  và  1 =  2 =  = g. năng lượng lưu chất tại td 1-1 năng lượng lưu chất tại td 2-2 Tổng năng. cắt 1-1 và 2-2 . ) 2 () 2 ( 2 2 2 2 2 2 1 1 1 121 g v g p z g v g p zh + +-+ += -  1616 hh dd = = LVLV 22 /2/2dgdg (Darcy )  - hệ số ma sát. l- chiều dài đọan ống từ 1-1 đến 2-2 . (L=85cm) d- đường. khốikhối lượnglượng riêngriêng củacủa môimôi trườngtrường lưulưu chấtchất (g/cm(g/cm 33 )) :: độđộ nhớtnhớt tuyệttuyệt đốiđối củacủa lưulưu chấtchất (Pas)(Pas) :: độđộ nhớtnhớt tươngtương đốiđối