chuong 9: dong chay deu co ap trong ong

Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.1 Khái niệm.  Dòng chảy tầng – Dòng chảy rối  Re < 2320 : chảy tầng  Re > 2320 : chảy rối  Đoạn đầu vào ống      ν= ν= ν = R4Ve VDe VL R :tròn khôngỐng R :tròn Ống Re dyduµ=τ  vudydu ′′ ρ−µ=τ   Đoạn đầu d/c D/c phát triển hoàn toàn l/c không nhớt Lớp biên tầng Lớp biên rối rối nhớt ττ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.1 Khái niệm (tt)  Mất năng:  Đường năng – đường đo áp: Đường năng thể hiện tổng cột nước: Đường đo áp thể hiện cột áp tónh: Đường năng Đường đo áp γ + 1 1 p z g2 V 2 1 α g2 V 2 2 α 2 z Mặt chuẩn g2 Vp zH 2 α + γ += γ + p z Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.2 Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Phương trình năng lượng Mặt chuẩn z 1 z 2 1 2 h f Mặt chuẩn z 1 z 2 L α α 21 f 2 222 2 2 111 1 h g2 Vp z g2 Vp z − + α + γ += α + γ +         γ +−         γ +=⇒ − 2 2 1 1 21 f p z p zh Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.2 Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Phương trình động lượng Mặt chuẩn z 1 z 2 1 2 h f Mặt chuẩn z 1 z 2 L α α ( ) 101202 VVQF  α−αρ=Σ        τ−=− −=− = αγ= =Σ ướt)vi chu :(P sinG 0F s PLT ApF ApF AL 2C2 1C1 s         γ +−         γ += − 2 2 1 1 21 f p z p zh τ : ứng suất tiếp Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.2 Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Phương trình động lượng Mặt chuẩn z 1 z 2 1 2 h f Mặt chuẩn z 1 z 2 L α α ( ) 101202 VVQF  α−αρ=Σ         γ +−         γ += − 2 2 1 1 21 f p z p zh ( )        τ−=− −=− = −γ=αγ= =Σ sinG 0F 1s PLT ApF ApF zzAAL 22 11 2 s J 4 d L h R f γ=γ=τ lực thủy kính bán: P A R ; lực thủy dốc độ : Jvới == L h f Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.2 Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Trong ống tròn: J 4 d L h R f γ=γ=τ τ nhớt τ rối u τ J 4 D L h R f 0w γ=γ=τ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.3 Phân bố vận tốc trong ống tròn 1) Chuyển động tầng C 4 Jr 2 rJ J 2 r RJ 2 + µ γ =⇒ µ γ −=⇒µ−=γ=γ=τ - u dr du dr du ( ) u 0 u; r rtại 0 22 0 rr 4 J − µ γ =⇒==         −=⇒ µ γ = µ γ = 2 0 2 2 0 r r 1 16 J r 4 J max 2 max u u D uvới r 0 r u max u r r 0 τ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.3 Phân bố vận tốc trong ống tròn 1) Chuyển động tầng ( ) 44 0 r 0 22 0 DJ 128 rJ 8 rdr2rr 4 J 0 µ πγ = µ πγ ∫ =π− µ γ = ∫ = udAQ A 2 u 32 DJ 4 D DJ 128 A V 2 2 4 max Q = µ γ = π µ πγ == r 0 r u max u r r 0 τ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.3 Phân bố vận tốc trong ống tròn 2) Chuyển động rối vu dy du ′′ −ν= ρ τ +++ =÷≤≤ yu75y0 : Cyu30y +κ=> +++ ln : Re) số thuộc (phụ 106 n ÷=         = n1 0 r y V u tầng rối n=6 n=10 r 0 y 1 0 max uu Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.4 Tính toán mất năng dọc đường 1) Chuyển động tầng g2 V D L g2 V D L64 g2 V D L VD 64 L V32 Jh 222 2 d Re D L. λ==         µ ρ = γ µ == [...]... Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 4) Mạng ống kín  Phương trình liên tục: tại 1 nút: ΣQ đến = ΣQ đi  Trên 1 vòng kín Σh f = 0 (hf có qui ước dấu) Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG Ví dụ; Một đường ống dài 1500m, đường kính 300mm nối 2 bể có độ chênh mực nước H=24m Lưu lượng lớn nhất chảy trong ống (khi tất cả các van đều mở) là 0,15m3/s Khi nối song song đoạn... 1 × 2g    2        1     ξ1 ξ2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.5 Tính toán mất năng cục bộ V2 h cb = ξ 2g V1 V2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 1) Ống đơn: h f = Σh L + Σh cb hv p γ αV 2 2g hv hL hr αV 2 2g p γ z z Mặt chuẩn Mặt chuẩn hL hc αVr2 h 2g Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 1) Ống đơn: h f =... tính ∆p và lặp lại Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 2) Ống nối song song h f = Σh L Σh cb = 0 Q1 K1 Q Q2 K2 Q3 K3 Q = Q1 + Q 2 + Q 3 h d1 = h d 2 = h d 3 h d1 = h d 2 = h d 3 2 2 Q1 Q2 Q3 2 L1 = 2 L 2 = 2 L 3 2 K1 K2 K3 2 2 Q3 Q1 Q2 L1 = 2 L 2 = 2 L 3 2 K1 K2 K3 2 Q1 K1 Q2 K2 Q3 K3 Q1 = Q 2 + Q 3 h d 2 = h d3 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng...Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.4 Tính toán mất năng dọc đường 2) Chuyển động rối  Công thức Darcy-Weisbach τ = f ( V , D, ε, µ , ρ ) = V a D b ε c µ d ρ e [ τ] = [ V ] a [ D ] b [ ε ] c [ µ ] d [ ρ] e ( ) ( ) ( ML ) 1= d +e − 1 = a + b + c − d − 3e − 2 = −a − d  e = 1− d   ⇒ b = −c − d  a = 2−d  a ML−1T − 2 = LT −1 Lb Lc ML−1T −1 M: L: T: d −3 e Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG... Tính toán mạng đường ống 1) Ống đơn: h f = Σh L + Σh cb hv αV12 2g p1 γ z1 Mặt chuẩn hL1 hch αV 2g 2 2 p2 γ z2 hL2 hr Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 1) Ống đơn: h f = Σh L + Σh cb hr Hb hv B Mặt chuẩn z z+ p γ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 1) Ống đơn: L V2 hd = λ   D 2g    hd  Q2 h f = Σh L + Σh cb   hd = K2 L   ... số ma sát D  (hệ số mất năng dọc đường,  hay hệ số Darcy) c 2 ε LV    D  D 2g Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.4 Tính toán mất năng dọc đường 2) Chuyển động rối L V2  Công thức Darcy-Weisbach h d = λ Thí nghiệm của Nicuradse: D 2g ε  với λ = f  Re,  D  Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.4 Tính toán mất năng dọc đường Khu chuyển tiếp 0,1 0,09 0,08 ĐỒ THỊ MOODY Khu chảy... đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0 (1) (2) Q1, K1 Q2, K2 J Q3, K3 (3) Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0 (1) (2) Q1, K1 Q2, K2 J 2 Q1 H =H + L J 2 1  1 K1      Q3, K3 (3) 2 Q3 H J = H 3 + 2 L3 K3 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0 1 (1) (2) Q1,... 3 + 2 L3 K3 (3)  Q1 = Q 2 + Q 3  1 Q2 H J = H 2 + 2  K2 2 L2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0 (1) 2 (2) Q1, K1 Q2, K2 J Q3, K3 (3) 2 Q1 H =H + L J 2 1  1 K1      2 Q3 H J = H3 + 2 L3 K3 Q =0  2 2  Q1 = Q 3  Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0... HJ + 2  K2 2 L2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống 3) ng rẻ nhánh h f = Σh L Σh cb = 0 1 (1) 2 (2) 3 Q1, K1 Q2, K2 2 Q1 H =H + L J 2 1  1 K1      J Q3, K3 2 Q3 H J = H 3 + 2 L3 K3 (3)  Q1 = Q 2 + Q 3  1 Q2 HJ = H2 + 2  K2 2 L2 Q =0  2 2  Q1 = Q 3   Q1 + Q 2 = Q 3  3 Q2  H2 = HJ + 2  K2 2 L2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG A 9.6 Tính toán... = f   λ    D  Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.4 Tính toán mất năng dọc đường 2)Công thức Chézy ρV 2 τ = Cf = γRJ ⇒ V = 2 V = C RJ Q = CA RJ = K J Q2 hd = 2 L K Công thức Manning: V= 1 2/ 3 R n 2g × RJ = C RJ Cf h J = d : độ dốc thủy lực  L   C: hệ số Chézy   K = CA R 1  C = R 1/ 6 n  J ⇒ 1 2/ 3  K = AR  n Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.5 Tính toán mất năng cục . 0F 1s PLT ApF ApF zzAAL 22 11 2 s J 4 d L h R f γ=γ=τ lực thủy kính bán: P A R ; lực thủy dốc độ : Jvới == L h f Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.2 Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Trong. bản của dòng chảy đều Trong ống tròn: J 4 d L h R f γ=γ=τ τ nhớt τ rối u τ J 4 D L h R f 0w γ=γ=τ Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.3 Phân bố vận tốc trong ống tròn 1) Chuyển động. ) g2 V 1 A A g2 V A A 1 g2 VV h 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 21 mr ×         −=×         −= − =    1 ξ 2 ξ V 1 V 2 Chng 9: DềNG CHY U Cể P TRONG NG 9.5 Tớnh toaựn maỏt naờng cuùc boọ g2 V h 2 cb = V 1 V 2 Chương 9: DỊNG CHẢY ĐỀU CĨ ÁP TRONG ỐNG 9.6 Tính toán mạng đường ống