SILDE CƠ LƯU CHẤT CHƯƠNG 5

CHƯƠNG V: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP CHƯƠNG V: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP I. I. Các khái niệm Các khái niệm II. II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Phương trình cơ bản của dòng chảy đều III. III. Tổn thất cột áp dọc đường Tổn thất cột áp dọc đường IV. IV. Tổn thất cột áp cục bộ Tổn thất cột áp cục bộ V. V. Tính toán thủy lực đường ống Tính toán thủy lực đường ống 1. Hai trạng thái chảy. ° Chảy tầng: Re D ≤ 2300 ° Chảy rối: Re D > 2300 2. Mô hình Boussinesq ° Phân tích Reynolds: ( - vận tốc trung bình thời gian; u’ – vận tốc mạch động) ° Mô hình Boussinesq: ° Vận tốc tính toán là vận tốc trung bình thời gian. ° Lưu chất trong chuyển động rối có độ nhớt là độ nhớt hiệu dụng: ( µ t – độ nhớt rối) ° Mô hình Prandtl (1925) uuu ′ += u t u (Chảy rối) u t u (Chảy tầng) u u teff µµµ += dy du l t 2 ρµ = ( ) trộn xáo dài chiều - yl κ = I. Các khái niệm: I. Các khái niệm: I. Các khái niệm: (tt) I. Các khái niệm: (tt) 3. Lớp mỏng chảy tầng. ° δ > ∆ -> chế độ chảy thành trơn thủy lực ° δ ≤ ∆ -> chế độ chảy thành nhám thủy lực ∆ δ (Lõi rối) (Lớp mỏng chảy tầng) II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: 1. Phương trình cơ bản. ° Ngoại lực tác dụng trên phương chuyển động: ° G s = γ lAsin θ - trọng lực ° P 1 - P 2 = (p 1 - p 2 )A – áp lực ° F ms = τ 0 lP – lực msát trên vỏ ống ° Ptrình bthiên đlượng trên phương s: ° Ptrình Bernoulli cho đoạn dòng chảy từ mc 1-1 -> mc 2-2: ° Từ (1) và (2) => ( ) 112221 VVQFPPG mss ββρ −=−−+ (1) l R p z p z γ τ γγ 0 2 2 1 1 =         +−         +⇒ P 1 P 2 G G s s 1 1 2 2 l V 1 V 2 θ θ τ 0 lsin θ z 1 z 2 0 0 (2) f h p z p z =         +−         +⇒ γγ 2 2 1 1 f h g αV γ p z g αV γ p z +++=++ 22 2 22 2 2 11 1 RJ γτ = 0 ( ) lực thủy dốc độ →= lhJ f II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: (tt) II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: (tt) 2. Lời giải. Xét mặt trụ bán kính r, ptrình cơ bản của dòng đều: a) Chảy tầng. b) Chảy rối. ° Xét mặt trụ bán kính r sát thành ống, r ≈ R 0 : ° Tích phân cho kết quả: J r dr du 2 γµ =−⇒ drdu µτ −= ( ) 22 0 4 rR J u −=⇒ µ γ ( )    =≈ << const t 0 ττ µµ ( ) 2 2 0         =⇒ dy du y κρτ y u dy du 1 * κ =⇒ ( ) Ey u u ln * κ = ( ) ρτ 0* = u r R 0 y ( ) 2rR = J r 2 γτ = tốc vận bố phân ⇒ Lớp mỏûng chảy tầng Đường cong Parabol Đường cong Logarit y III. Tổn thất cột áp dọc đường: III. Tổn thất cột áp dọc đường: 1. Công thức Darcy. ° Từ phương trình cơ bản của dòng đều rút ra: ° Ứng suất ma sát được xác đònh bằng thức nghiệm: ° Thay τ 0 từ (2) vào (1), rút ra: ° λ - hệ số tổn thất cột áp dọc đường hoặc hệ số ma sát đường ống được xác đònh bằng thực nghiệm với: l R h l γ τ 0 = ( ) µρτ ,,,, 0 VDf ∆= ( ) D f V Re, 2 0 ∆=⇒ ρ τ g V R l h l 24 2 λ = g V D l h l 2 2 λ = hoặc cho ống tròn (1) (2) ( ) D f Re,∆= λ III. Tổn thất cột áp dọc đường (tt) III. Tổn thất cột áp dọc đường (tt) ° Thí nghiệm Nikurade (1933): ° Các công thức thực nghiệm - Chảy tầng (Re D < 2300): - Chảy rối (Re D > 4000): D Re 64 = λ λ ∆         + ∆ −= λλ D Re 51.2 71,3 log2 1 25.0 Re 100 46.11.0         +∆= D λ (Colebrook-1939) (Altsun-?) III. Tổn thất cột áp dọc đường (tt) III. Tổn thất cột áp dọc đường (tt) - Đồ thò Moody (1944): III. Tổn thất cột áp dọc đường: (tt) III. Tổn thất cột áp dọc đường: (tt) 2. Công thức Chezy. ° Công thức Chezy: ° So sánh với công thức Darcy: ° Số Chezy thường được tính theo công thức Manning: ° Các công thức suy diễn từ Chezy: λ g C 8 = JKRJACQ == RJCV = (C - Số Chezy) 6/1 1 R n C = (n - hệ số nhám Manning) RACK = l RC V l K Q h l 2 2 2 2 == (K – module lưu lượng) IV. Tổn thất cột áp cục bộ: IV. Tổn thất cột áp cục bộ: 1. Khái niệm. ° Trong đoạn l m : ° 2. Công thức Darcy - Weisbach g V h cb 2 2 ξ = ( ξ - hệ số tổn thất cột áp cục bộ) l m ≈ (20÷50)D P P h cb E E      ↑− ↑− t dy du µ ↑=⇒ dy du eff µτ ↑⇒ f h [...]... phương trình, công thức cơ bản: ° ° Ptrình liên tục ° ° Ptrình Bernoulli cho dòng chảy Các công thức tính tổn thất cột áp (tổn thất cột áp dọc đườøng và cục bộ) Các giả thiết: ° ° ° lm . CHƯƠNG V: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP CHƯƠNG V: DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP I. I. Các khái niệm Các khái niệm II. II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều Phương trình cơ bản. tính toán là vận tốc trung bình thời gian. ° Lưu chất trong chuyển động rối có độ nhớt là độ nhớt hiệu dụng: ( µ t – độ nhớt rối) ° Mô hình Prandtl (19 25) uuu ′ += u t u (Chảy rối) u t u (Chảy. lực ∆ δ (Lõi rối) (Lớp mỏng chảy tầng) II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: II. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều: 1. Phương trình cơ bản. ° Ngoại lực tác dụng trên phương chuyển động: ° G s