thực hành mạch lưu chất

MẠCH LƯU CHẤT –C6 MKII 1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: 1 2. THỰC NGHIỆM: 2 2.1. BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 2 2.1.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống: 2 2.1.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ: 3 2.1.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của máng chắn và ống Venturi, ống Pitot: 4 2.2. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 5 2.2.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống: 5 2.2.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ: 6 2.2.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của máng chắn và ống Venturi, ống Pitot: 7 2.3. ĐỒ THỊ: 7 2.3.1. Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám: 7 2.3.2. Xác định trở lực cục bộ: 9 2.3.3. Xác định dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và Pitot: 10 3. NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN: 11 3.1. Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám: 11 3.2. Xác định trở lực cục bộ: 11 3.3. Màng chắn và Vetury. 11 3.3. Ống Pitot: 12 3.4. Nhận xét chung: 12 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 13 5. PHỤ LỤC: 14 5.1. Các công thức tính toán trong thí nghiệm: 14 5.1.1. Trở lực ma sát: 14 5.1.2. Trở lực cục bộ: 14 5.1.3. Màng chắn và ống Ventury: 14 5.1.4. Ống Pitot: 15 5.2. Bài tính mẫu cho bảng kết quả: 15 5.2.1. Thí nghiệm 1: 15 5.2.2. Thí nghiệm 2: 16 5,2.3. Thí nghiệm 3: 16

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ

-o0o -BÁO CÁO THỰC HÀNH

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

BÀI THỰC HÀNH: MẠCH LƯU CHẤT –C6 MKII

GVHD: PHAN PHÙNG NAM SVTH: TRẦN THỊ NGỌC TRÂM MSSV: 12019331

LỚP: DHHO8A

HỌC KỲ: II NĂM HỌC: 2014-2015

Tháng 4 năm 2015

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: 1

2 THỰC NGHIỆM: 2

2.1 BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 2

2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống: 2

2.1.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ: 3

2.1.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của máng chắn và ống Venturi, ống Pitot: 4

2.2 XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 5

2.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống: 5

2.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ: 6

2.2.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của máng chắn và ống Venturi, ống Pitot: 7

2.3 ĐỒ THỊ: 7

2.3.1 Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám: 7

2.3.2 Xác định trở lực cục bộ: 9

2.3.3 Xác định dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và Pitot: 10

3 NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN: 11

3.1 Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám: 11

3.2 Xác định trở lực cục bộ: 11

3.3 Màng chắn và Vetury 11

3.3 Ống Pitot: 12

3.4 Nhận xét chung: 12

4 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 13

5 PHỤ LỤC: 14

5.1 Các công thức tính toán trong thí nghiệm: 14

5.1.1 Trở lực ma sát: 14

5.1.2 Trở lực cục bộ: 14

5.1.3 Màng chắn và ống Ventury: 14

5.1.4 Ống Pitot: 15

5.2 Bài tính mẫu cho bảng kết quả: 15

5.2.1 Thí nghiệm 1: 15

5.2.2 Thí nghiệm 2: 16

5,2.3 Thí nghiệm 3: 16

BÀI THỰC HÀNH: MẠCH LƯU CHẤT

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:

Tìm hiểu về các dạng tổn thất áp suất xảy ra trong ống dẫn khi dòng chất lỏng không nén được chảy qua các ống, các khớp nối, van hay các thiết bị đo dùng trong mạng ống

Xác đ nh m i quan h gi a t n th t áp su t theo t n th t ma sát và v n t cệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ận tốc

c a nư c ch y bên trong ng tr n và so sánh v i t n th t áp su t đảy bên trong ống trơn và so sánh với tổn thất áp suất được xác ơn và so sánh với tổn thất áp suất được xác ổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ược xácc xác

đ nh b ng phằng phương trình tính tổn thất ma sát trong ống ươn và so sánh với tổn thất áp suất được xácng trình tính t n th t ma sát trong ng.ổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc

Xác đ nh các t n th t c c b trong h th ng đổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ục bộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí ộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ường ống của mô hình thíng ng c a mô hình thí nghi m.ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc

Xác đ nh m i quan h gi a h s ma sát và chu n s Reynolds đ i v iệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ẩn số Reynolds đối với

nư cch y trong ng nhám.ảy bên trong ống trơn và so sánh với tổn thất áp suất được xác

ng d ng vi c đo đ chênh áp trong vi c đo l u lục bộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ư ược xácng và v n t c c a nận tốc ư c trong ng d n.ẫn

2 THỰC NGHIỆM:

2.1 BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống:

STT khảoỐng

sát

Đường kính ống (mm)

Chiều dài ống (m)

Lưu lượng (l/p)

Tổn thất

áp suất (thực tế), (mH2O) 1

ϕ17

1

ϕ 21

1

ϕ 27

1

ϕ 27 nhá m

2.1.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ:

STT Vị trí khảo sát Lưu lượng (l/p) suất (thực tế),Tổn thất áp

(mH2O) 1

Van 5

1

Van 4

1

Đột thu 3-4

1

Đột mở 5-6

1

Co 90

2.1.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của máng chắn và ống Venturi, ống Pitot:

STT Vị trí khảosát lượngLưu

(l/p)

Tổn thất áp suất (thực tế),(mH2O)

1

Màng chắn

1

Ventury

1

Pito

2.2 XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

2.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống:

S

T

T

Ống

khả

o sát

vận tốc dòng chảy (m/s)

số ma sát

Tổn thất áp suất (thực tế),

Tổn thất

áp suất (lý thuyết) (mH2O)

λ (m)

(mH2O )

1

ϕ17

trơn

0.702

9642

21

0.1

1205 2.76

0.1

1446 3.31

0.1

1687 3.87

0.1

2169 4.97

0.1

1

ϕ

21

trơn

0.377

7070

95

0.1

8838

69

0.1

1060 6.43

0.1

1237 4.17

0.1

1590 9.65

0.1

1

ϕ

27

trơn

0.193

5050

68

0.1

6313

35

0.1

7576

02

0.1

8838

69

0.1

1136 4.03

0.1

1

ϕ

27

nhá

m

0.202

5173

87

0.1

6467

34

0.1

7760

80

0.1

9054

27

0.1

1164 1.20

0.1

2.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ:

t khảo sát

u lượ ng

*1

0-3

(m

3/s)

tốc dòng chảy (m/s)

suất động (mH2

0)

thất áp suất (thực tế) (mH20)

trở lực cục bộ

1

Van

11-12

0.0 67

0.1925 8

0.001

83

0.2407 2

0.002

1

Van

14-16

0.0 67

0.1925 8

0.001

83

0.2407 2

0.002

1

Đột thu

3-4

0.0 67

0.1925 8

0.001

211.6 21

83

0.2407 2

0.002

270.8 74

1

Đột mở

5-6

0.0 67

0.1925 8

0.001

83

0.2407 2

0.002

Co 90

0.0

67 0.19258 0.00189 0.005 2.645

50

0.4332 9

0.009

2.2.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp của màng chắn và ống Venturi, ống Pitot:

Stt

Lưu lượng thực tế

Lưu lượng tính toán theo

3

2.3 ĐỒ THỊ:

2.3.1 Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám:

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 0.000

0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400

Bi u đ : Bi u di n t n th t áp su t th c t theo v n t c ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ực tế theo vận tốc ế theo vận tốc ận tốc ốc.

ϕ17 trơntrơn

ϕ trơn21 trơntrơn

ϕ trơn27 trơntrơn

ϕ trơn27 trơnnhám

Vận tốc dòng chảy (m/s)

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

Bi u đ : Bi u di n t n th t áp su t lý thuy t theo v n t c ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ế theo vận tốc ận tốc ốc.

Trơn trơn 17 ∅17 Trơn trơn 21 ∅17 Trơn trơn 27 ∅17 Nhám trơn 27 ∅17

Vận tốc dòng chảy (m/s)

-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0

-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4

Bi u đ : Bi u di n quan h logH và logW ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ệ logH và logW.

ϕ17 trơntrơn

ϕ trơn21 trơntrơn

ϕ trơn27 trơntrơn

ϕ trơn27 trơnnhám

log H

2.3.2 Xác định trở lực cục bộ:

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

Biểu đồ: Biểu diễn hệ số trở lực cục bộ theo độ mở van

Đột trơnmở trơn5-6 Co trơn90 Van trơn11-12 Van trơn14-16

2.3.3 Xác định dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và Pitot:

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.00000

0.00010 0.00020 0.00030 0.00040 0.00050 0.00060 0.00070 0.00080 0.00090

0.00035 0.00045

0.00060

0.00069

0.00083

0.00012 0.000160.00019 0.00021 0.00029

Bi u đ : Quan h gi a l u l ng dòng ch y theo t n th t áp su t, màng ch n, ventury, pitot ểu đồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ồ: Biểu diễn tổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ệ logH và logW ợng dòng chảy theo tổn thất áp suất, màng chắn, ventury, pitot ảy theo tổn thất áp suất, màng chắn, ventury, pitot ổn thất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ất áp suất thực tế theo vận tốc ắn, ventury, pitot.

Màng trơn chắn Ven-tury Pitot

3 NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN:

3.1 Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn và ống nhám:

Giá trị tổn thất áp suất xác định bằng tính toán có sự chênh lệch với giá trị tổn thất

áp suất đo được

Từ đồ thị ta thấy rằng tổn thất cột áp tăng dần khi lưu lượng tăng hay vận tốc lưu chất tăng Với các đồ thị của ống với các đường kính 11(mm), 15(mm), 21(mm),

ống nhám 20,5 (mm) thì tổn thất áp suất tỉ lệ tuyến tính với vận tốc

Từ đồ thị và kết quả tính toán Re cho thấy Re=2320:10000 lưu chất chảy quá độ trong các mức lưu lượng 4,5,6,7,9 (l/p)

3.2 Xác định trở lực cục bộ:

Dựa vào kết quả tính trở lực cục bộ ta thấy hệ số trở lực cục bộ thay đổi íttrong mỗi bộ phận khảo sát

3.3 Màng chắn và Vetury.

Lưu lượng thực tế (m3/s)

Màng chắn (m3/s)

Ventur y (m3/s)

0

1

Từ bảng trên ta thấy lưu lượng tính toán được cao hơn lưu lượng cảm biến lưu lượng đo được

Nếu ở cùng lưu lượng thì độ giảm áp của ống Ventury nhỏ hơn màng chắn vì hệ số hiệu chỉnh của Ventury lớn hơn màng chắn

Ventury và màng chắn khác nhau ở hệ số hiệu chỉnh do đường ống của mô hình thíng kính thu h p c aẹp của chúng: trong khi đường ống của mô hình thíng kính thu h p c a màng ch n là 20mm thì ventury làẹp của ắn là 20mm thì ventury là 14mm làm thay đ i su t đi n đ ng.ổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc ộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí

3.3 Ống Pitot:

lưu lượng

đo được (m3/s)

lưu lượng tính được (m3/s)

Ta thấy lưu lượng tính được gấp đôi lưu lượng thực tế đo được, vì lưu lượng tỉ lệ thuận với vận tốc, vậy vận tốc dòng chảy của nước trong ống pitot tính từ lý thuyết gấp đôi thực tế

3.4 Nhận xét chung:

Dựa vào kết quả thực nghiệm ta thấy giữa thực tế và lý thuyết ta thấy sự chêch lệch đều này có thể quá trình làm thực hành thí nghiệm còn nhiều sai sót do người vận hành, hay do thiết bị sai sót, hư hỏng

Kết quả tính được không gần giống nhưng lý thuyết như chúng ta mong đợi nhưng qua bài thực hành đã giúp trải nghiệm thực tế qua những gì lý thuyết đã học cũng như những kỹ năng hữu ích về các thiết bị công nghiệp cũng như cung cấp kĩ năng

đi làm sau này

4 TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Bộ môn máy và thiết bị, Bảng tra cứu quá trình cơ học, truyền nhiệt – truyền khối,

NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2012

[2] Bộ môn quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất (Khoa Hóa trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội), Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, NXB Khoa học và

kĩ thuật, 1978

[3] Khoa máy và thiết bị, Quá trình thiết bị truyền nhiệt, Đại học Công nghiệp TP.HCM,

2011

[4] Khoa công nghệ hóa học, giáo trình hướng dẫn thực hành QTTB truyền nhiệt, Đại

học Công nghiệp TP.HCM, 2012

[5] Lý Ngọc Minh, Quá trình thiết bị truyền nhiệt (Ứng dụng trong công nghiệp và

môi trường), Đại học Công nghiệp TP.HCM, NXB khoa học và kỹ thuật, 2007

5 PHỤ LỤC:

5.1 Các công thức tính toán trong thí nghiệm:

5.1.1 Trở lực ma sát:

h ms=λ L

D

w2

2 g(m)

ℜ=ρ w d td

μ

Khi Re ≤ 2300:

λ=64

ℜ

Khi 2300¿Re ≤ 4000:

λ=0,3164

ℜ0,25

Khi 4000¿ Re ≤ 100000:

1

λ=−1,8 log

6,8

ℜ =1,8 log ℜ−1,5 Khi Re≥ 100000:

−1

λ =−1,8 log(3,7 d n )1,11

5.1.2 Trở lực cục bộ:

h cb=ξ w

2

2 g

 trong đó : ξ h ệ s ố tr ở lự c c ụ c b ộ :

áp suất động= w2

2 g

5.1.3 Màng chắn và ống Ventury:

Q=C w A=C A

√ (A 2 gΔpp A1)2−1

=C K √Δpp

Q: là lưu lượng đổi sang (m3/s)

A: là tiết diện ống dẫn (m2)

A1: là tiết diện thu hẹp đột ngột (m2)

C: là hệ số hiệu chỉnh , C= 0.98 cho ống Ventury, C=0.62 cho màng chắn

Δp p: chênh lệch áp suất , m

5.1.4 Ống Pitot:

w2

2 g=(h2−h1)

w=√2 g (h2−h1)

Q= A w= A√2 g (h2−h1)

w= 4 Q

π d2

w: là vận tốc (m/s)

A: là tiết diện ống dẫn (m2)

h1-h2: chênh lệch áp suất , m

5.2 Bài tính mẫu cho bảng kết quả:

5.2.1 Thí nghiệm 1:

Tính mẫu:

w= 4 × 4 × 10

−3

60 × π × 0,0112=0.702 m/s

ℜ=1000 × 0,702× 0,011

0,8007 ×10−3 =9642,21

λ=(1,8 lgRe−1,51 )2=0,1763

h ms=0.1763 1,2

0,011×

0,7022

2× 9,81=0.4829 m H2O

5.2.2 Thí nghiệm 2:

Tính mẫu:

Áp suất động= 0,168

2

2× 9,811,45 10

−3

m H2O

Hệ số trở lực cục bộ :ξ= 0,001

0,00145=0,692

5,2.3 Thí nghiệm 3:

Tính mẫu:

Màng ch n:ắn là 20mm thì ventury là

Q=0,62 π × 0,024

2

4

√2× 9,81× 0,01(0,0240,02 )4−1

=11,98.10−5m3

s

Venturi:

Q=0,98 π × 0,024

2

4

√2× 9,81 ×0,027(0,0240,014)4−1

=7,45 10−5m

3

s

ng pitot:

Ống pitot:

Q= π ×0,024

2

4 √2 × 9,81× 0,03=34.69 10

−5m3 s