THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE

THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE THUYẾT TRÌNH báo cóa THÍ NGHIỆM của FROUDE

Báo cáo thí nghiệm Froude 1/ Willam Froude  Là kĩ sư người Anh có ảnh hưởng to lớn việc phát triển phương pháp thử mô hình chạy nước đề phương pháp chuyển kết cho tàu thực William Froude ( 1810 – 1879) 2/ Thí nghiệm Froude  Thử nghiệm kéo phẳng xác định sức cản ma sát - Để tìm hiểu chất tượng tìm cơng thức tính sức cản ma sát, từ năm 1870, Froude thực nghiệm kéo phẳng dài 0,3 – 15 m dày 5mm nằm sâu bể thử nhận kết sau:  Khi kéo phẳng lòng chất lỏng lý tưởng ( tức chất lỏng khơng có độ nhớt ), phần tử chất lỏng lướt qua mà khơng dính lại bề mặt phẳng nên lớp nước quanh bề mặt phẳng có tốc độ khơng đổi, bẳng tốc độ kéo phẳng  Khi kéo phẳng chất lỏng thực ( có độ nhớt ) nhận thấy, ảnh hưởng độ nhớt nên phần tử lớp chất lỏng chảy sát phẳng bị dính vào phẳng, làm cho tốc độ lớp chất lỏng sát bề mặt phẳng 0, tốc độ lớp chất lỏng kế tiếp, nằm theo phương vuông góc phẳng tăng dần đến giá trị tốc độ  Cơng thức tổng qt tính sứt cản ma sát phẳng: Trong đó: Rms = Cms V – vận tốc chuyển động phẳng S – diện tích bề mặt phẳng ρ - Hệ số sức cản ma sát Cms ρV S - khối lượng riêng chất lỏng Cơng thức tính hệ số sức cản ma sát phẳng phụ thuc giỏ tr s Froude ã Khi Re 2ì10 : dòng chất lỏng khu vực lớp biên chế độ chảy tầng 1,328 Cms = Re khu vực lớp biên chế độ chảy rối • Khi Re 2ì10 : dũng cht lng ãHoc theo cụng thức hội nghị quốc tế bể thử lần thứ VIII (ITTC – 1957) Cms 0,455 = lg(Re ) 2,38 Ở giá trị Re lớn, hai công thức cho kết gần giống C ms = 0,075 (lg Re− 2)  Sức cản ma sát vỏ tàu • Sức cản ma sát tàu đượ tính từ sức cản ma sát phẳng có tính đến độ cong độ nhám bề mặt vỏ tàu so với phẳng theo công thức tổng quát: ρV Rms = Cmstàu S 2 Trong đó: V – tốc độ tàu S – diện tích mặt ướt vỏ tàu Cmstàu – hệ số sức cản ma sát tàu tính theo cơng thức: Cmstptd – hệ số sức cản ma sát phẳng tương đương với tàu, tức phẳng có chiều dài diện tích ướt chiều dài diện tích ướt tàu, chuyển động chất lỏng với tốc độ tốc độ tàu = kC C + ∆C mstàu k – hệ số tính đến ảnh hưởng độmstptd cong bề mặtbm vỏ tàu so với phẳng có giá trị nằm khoảng 1,02 – 1,08, xác định phụ thuộc tỷ số L/B L/B 6,0 8,0 10,0 12,0 k 1,04 1,03 1,02 1,01 ∆Cbm – hệ số tính đến ảnh hưởng độ nhám bề mặt vỏ tàu, thường có giá trị nằm phạm vi khoảng (0,0003 – 0,0008) phụ thuộc vật liệu vỏ tàu, điều kiện làm việc…Có thể sử dụng sô liệu tham khảo sau: o Tàu vỏ thép ∆Cbm = 0,0003 – 0,0006 o Tàu vỏ gỗ ∆Cbm = 0,0003 – 0,0006 o Tàu xi măng lưới thép ∆Cbm = 0,0003 – 0,0006 o Tàu xuồng nhỏ ∆Cbm = 0,0003 – 0,0006 3/ Số Reynolds   Số Re đặc trưng cho tỉ lệ lực quán tính lực nhớt  Trong hệ phương trình Navier-Stocks, dùng biến không thứ nguyên, dựa vào số Re người ta loại bỏ phần tử đóng vai trị khơng đáng kể để làm giản đơn hệ phương trình Trước hết tìm hiểu lực nhớt? Đó ma sát mơi trường Nói dễ hiểu này, chia môi trường thành lớp mỏng (giống tờ giấy sách) có khác vận tốc lớp sinh ma sát chúng (giống gỗ trượt nhau) Đặc trưng cho lực ma sát hệ số ma sát động lực học Trng môi trường khác hệ số có giá trị khác  Cơng thức cho số Re sau: Trong đó: ρ - khối lượng riêng môi trường V – vận tốc dịng chảy L – kích thương đặc trưng cho vật thể µ - hệ số nhớt động lực học mơi trường ρLV Re = µ  Mỗi dịng chảy có giá trị tới hạn của Re, đặc trưng cho tính chất dịng chảy: chảy hay rối? Nếu Re nhỏ giá trị dịng chảy đều, cịn vượt ngưỡng (thậm chí lân cận) dịng chảy bắt đầu chuyển sang chảy rối phức tạp Số Reynold tiêu chuẩn để khảo sát vật thể đồng dạng Chẳng hạn để khảo sát vật thể to, làm mơ hình đồng dạng chọn chế độ vận tốc, độ nhớt, v.v… có giá trị Re giống vật thể thật 4/Số Froude (Fr)  Số Froude (Phờ-rao-đơ) đặc trưng cho tỉ số lực qn tính trọng lực dịng chảy Cơng thức sau: Trong : v – vận tốc dòng chảy ( vận tốc chuyển 2động vật thể g – gia tốc trọng trường v Fr = L – kích thước đặt trưng vật ( dòng chảy ) gL  Trong lĩnh vực chế tạo tàu thuyền, người ta dùng số Froude dạng khác: Nghĩa làm mơ hình với tỉ lệ 1:100, vận tốc thử nghiệm cho mơ hình 1/10 lần vận tốc thực tế v Frship = gL 5/ Mối quan hệ:  Mối quan hệ số Reynolds mơ hình tàu để thỏa mãn định luật đồng dạng Froude Tỉ lệ mơ hình a  Số Reynolds tàu biểu diễn: Và mơ hình: ' ' vL Re = ' v ' vL Re = ' v Quan hệ tốc độ tàu mơ hình phù hợp luật đồng dạng Froude biểu diễn công thức : v=v a '  Từ luật đồng dạng hình học tàu mơ hình có hệ thức chiều dài chúng: L = L a '  Cuối thay hai hệ thức thành cơng thức tính tàu, có: '  ' ' ' v aL a v L a a Re = = v v Từ cơng thức tính mơ hình có tích : v L = Re v ' ' ' '  Và sau thay công thức tàu, có hệ thức cần tìm: biến cải dạng: Re' v ' a a Re = v ' Re v = a ' Re v Nếu tỉ trọng nhiệt độ bể thử môi trường nghĩa v = v’, hệ thức: Re =a ' Re ... Willam Froude  Là kĩ sư người Anh có ảnh hưởng to lớn việc phát triển phương pháp thử mơ hình chạy nước đề phương pháp chuyển kết cho tàu thực William Froude ( 1810 – 1879) 2/ Thí nghiệm Froude. .. 1879) 2/ Thí nghiệm Froude  Thử nghiệm kéo phẳng xác định sức cản ma sát - Để tìm hiểu chất tượng tìm cơng thức tính sức cản ma sát, từ năm 1870, Froude thực nghiệm kéo phẳng dài 0,3 – 15 m dày... lực nhớt  Trong hệ phương trình Navier-Stocks, dùng biến khơng thứ ngun, dựa vào số Re người ta loại bỏ phần tử đóng vai trị khơng đáng kể để làm giản đơn hệ phương trình Trước hết tìm hiểu lực