Thủy lực môi trường

LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Định nghĩa môn học 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Những đặc tính vật lý chất lỏng .2 1.4 Các loại lực tác dụng .6 1.5 Ứng suất điểm 1.6 Chất lỏng lí tưởng chất lỏng thực CHƯƠNG 10 THỦY TĨNH HỌC 10 2.1 Áp suất thủy tĩnh – Áp lực 10 2.2 Hai tính chất áp suất thủy tĩnh 10 2.3 Phương trình vi phân chất lỏng cân 11 2.4 Mặt đẳng áp 13 2.5 Sự cân chất lỏng trọng lực 13 2.6 Sự cân chất lỏng bình chứa chuyển động 20 2.7 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng có hình dạng 23 2.8 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng hình chữ nhật có đáy nằm ngang 25 2.9 Áp lực chất lỏng lên thành cong 27 2.10 Định luật Ácsimét, Sự cân vật rắn ngập hoàn toàn mặt tự chất lỏng 32 CHƯƠNG 37 CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG 37 3.1 Những khái niệm chung 37 3.2 Các định nghĩa liên quan đến dòng chảy yếu tố thủy lực dịng chảy 37 3.3 Phương trình liên tục chất lỏng chuyển động ổn định 40 3.4 Phương trình Bernoulli dịng ngun tố chất lỏng lí tưởng chảy ổn định 42 3.5 Phương trình Bernoulli dịng nguyên tố chất lỏng thực chảy ổn định 43 3.6 Ý nghĩa lượng thủy lực phương trình Bernoulli viết cho dịng ngun tố chảy ổn định 44 3.7 Độ dốc thủy lực độ dốc đo áp dòng nguyên tố 46 3.8 Phương trình Bernoulli tồn dòng chất lỏng thực, chảy ổn định 47 3.9 Ứng dụng phương trình Bernoulli việc đo lưu tốc lưu lượng 52 3.10 Phương trình động lượng tồn dịng chảy ổn định 54 3.11 Phân loại dòng chảy 57 CHƯƠNG 59 TỔN THẤT CỘT NƯỚC TRONG DÒNG CHẢY 59 4.1 Những dạng tổn thất cột nước 59 4.2 Phương trình dịng chất lỏng chảy 59 4.3 Hai trạng thái chuyển động chất lỏng 61 4.4 Trạng thái chảy tầng ống 65 4.5 Trạng thái chảy rối ống 68 4.6 Cơng thức tổng qt Đácxy tính tổn thất cột nước hd dòng chảy Hệ số tổn thất dọc đường λ Thí nghiệm Nicurátsơ 71 4.7 Công thức Sedi Công thức xác định hệ số λ C để tính tổn thất cột nước dọc đường dòng chảy ống kênh hở 74 4.8 Tổn thất cột nước cục Những đặc điểm chung 79 CHƯƠNG 85 DỊNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CĨ ÁP 85 5.1 Những khái niệm đường ống, cơng thức tính tốn 85 5.2 Tính tốn thủy lực ống dài 88 5.3 Tính tốn thủy lực ống ngắn Tính toán thủy lực đường ống máy bơm li tâm 99 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Trị số hệ số nhớt μ vài chất lỏng Bảng 1.2 Trị số hệ số nhớt động ν nước áp suất khí Bảng 1.3 Các thành phần ứng suất Bảng 4.1 Trị số độ nhám Δ số vật liệu 76 Bảng 5.1 Trị số θ1 θ2 87 Bảng 5.2 Trị số đường kính d tương ứng với lưu tốc kinh tế vkt 96 BẢNG KÍ HIỆU BẢNG VIẾT TẮT CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 ĐỊNH NGHĨA MÔN HỌC Thủy lực học gọi Cơ học chất lỏng ứng dụng, môn khoa học ứng dụng Thủy lực nghiên cứu: - Các quy luật cân chuyển động chất lỏng; - Các biện pháp ứng dụng quy luật vào thực tiễn Thủy lực học chia thành hai nội dung lớn: - Thủy lực sở: hình thành sở quy luật chung (phần nội dung môn học có tất chương trình đào tạo tất chuyên ngành kĩ thuật có liên quan đến chất lỏng) - Thủy lực chuyên môn như: Thủy lực đường ống; Thủy lực lòng dẫn hở: Thủy lực cơng trình; Thủy lực sơng ngịi; Thủy lực dịng thấm v.v… Hệ đo lường dùng thủy lực là: hệ đo lường kĩ thuật cũ (MKS – m, kG, s) hệ đo lường quốc tế (SI – m, kg, s) Trong tài liệu chủ yếu dùng đơn vị mới, để thuận tiện cho việc chuyển đổi đơn vị cũ sang đơn vị mới, nêu đơn vị cũ để nhận biết so sánh hai hệ đơn vị Khối lượng: kí hiệu M (hay m), thứ nguyên [M], đơn vị thường dùng (kg) Thời gian: kí hiệu t, thứ nguyên [T], đơn vị (h), phút (ph) hay giây (s) Chiều dài: kí hiệu L (hay l), thứ nguyên [L], đơn vị (m) Nhiệt độ: kí hiệu T0, thứ nguyên [T0], đơn vị độ Kevin (K) độ (0C) Quan hệ đơn vị: - Lực: kí hiệu F hay P, thứ nguyên [F] = [MLT-2], đơn vị Niutơn (N): 1N = 1kg x 1m/s2 Hệ đơn vị cũ Kilôgam lực (kG): 1kG = 9,81N; 1kN = 103N - Áp suất: kí hiệu p, thứ nguyên [p] = [ML-1T-2], đơn vị N/m2, kG/m2, N/cm2, kĩ thuật thường dùng átmốtphe (at), 1at = 98100 N/m2 = 9,81 N/cm2 Đơn vị cũ 1at = 1kG/cm2 Ngồi cịn dùng 1Pa (Pascal) = N/m2, 1KPa = 1000Pa - Cơng: kí hiệu A, thứ nguyên [A] = [ML2T-2], đơn vị Jun (J), 1J = 1N.m = 1kgm2s-2 - Cơng suất: kí hiệu N, thứ nguyên [N] = [ML2T-3], đơn vị oát (W): 1W = 1J/s = 1kgm2s-3, ngồi cịn dùng mã lực (ml): 1ml = 75 kGm/s 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Cơ học chất lỏng ứng dụng – thủy lực – có q trình phát triển lâu đời Một số nguyên lý thủy tĩnh (lý thuyết cân chất lỏng) Acsimet xác lập tác phẩm tiếng từ năm 250 trước công nguyên sau Xtevin (1548 – 1620), Galile (1564 – 1642) Pascal (1623 – 1662) phát triển Giữa kỷ XV Leona de Vanhxi (1452 – 1519) đặt móng cho thực nghiệm thủy lực Ơng tiến hành nghiên cứu phịng thí nghiệm số vấn đề chuyển động nước kênh, qua lỗ vòi đập tràn Torixeli (1608 – 1647) đề xuất công thức tiếng vận tốc chất lỏng chảy qua lỗ, Niutơn (1642 – 1724) phát biểu quy luật ma sát chuyển động chất lỏng Trong kỷ XVIII Danien Becnuli (1700 – 1782) Leona Ơle (1707 – 1783) đề xuất phương trình tổng quát chuyển động chất lỏng lý tưởng coi ơng người đặt móng cho học chất lỏng lý thuyết Cuối kỷ XVIII nhiều bác học kỹ sư (Sedi, Đacxi, Badanh, Vetsbat) trường hợp cụ thể khác họ nhận số lượng lớn công thức kinh nghiệm Sự hình thành thủy lực "thực dụng" ngày rời xa học chất lỏng lý thuyết Thế kỷ XX với phát triển mạnh mẽ kĩ thuật hàng không, thủy lợi, nhiệt năng, máy thủy lực phát triển vũ bão học chất lỏng kĩ thuật dựa tiền đề lý thuyết phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 1.3 NHỮNG ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG 1.3.1 Tính di động Dưới tác dụng lực, vật chất biến dạng Biến dạng gọi đàn hồi biến dạng sau bỏ lực tác dụng, biến dạng gọi dẻo biến dạng giữ nguyên sau bỏ lực, biến dạng gọi chảy biến dạng tăng lên cách liên tục, khơng có giới hạn tác dụng lực nhỏ tùy ý Chất lỏng loại chất chảy Tính di động đặc tính bật chúng Nó khơng có hình dạng riêng ban đầu mà ln ln theo hình dạng vật thể chứa đựng bao quanh Tính chảy cịn thể chỗ phần tử chất lỏng chất khí có chuyển động tương chất lỏng chất khí chuyển động 1.3.2 Tính liên tục Chất lỏng coi mơi trường liên tục, tức phần tử chất lỏng chiếm đầy khơng gian mà khơng có chỗ trống Với tính chất liên tục này, ta coi đặc trưng chất lỏng vận tốc, mật độ, áp suất v.v… hàm số tọa độ điểm thời gian, hàm số coi liên tục khả vi 1.3.3 Khối lượng riêng ρ – Khối lượng đơn vị Đối với chất lỏng đồng chất, khối lượng riêng ρ tỉ số khối lượng M thể tích V khối lượng chất lỏng, tức là: ρ= M V (1.1) Thứ nguyên khối lượng riêng là: ρ  =  M = M  F.T  V L3 L4 Nếu lưu lượng máy bơm biểu thị m3/s, lượng Hb mà thiết bị bơm (kể máy bơm động quay nó) cung cấp cho đơn vị trọng lượng nước mét, hiệu suất máy bơm ηbơm, hiệu suất động ηđộng cơng suất cần phải cung cấp cho thiết bị bơm tính theo: hoặc: đó: N .Q.H b , bơm x độngcơ N .Q.H b , 1000.bơm x độngcơ W (ốt) (5.28) kW (kilơốt) (5.28*) Q - lưu lượng máy bơm tính m3/s; γ - trọng lượng riêng chất lỏng N/m3 Cơng suất N gồm: Cơng suất N1: N1  .Q.z4 , 1000.bơm x độngcơ kW (5.29) dùng để nâng chất lỏng lên độ cao hình học z4 , xác định độ chênh mực nước tháp nước bể chứa Phần công suất không phụ thuộc đường kính ống Cơng suất N2: N2  .Q  hw  h'w  1000.bơm x độngcơ , kW (5.30) dùng để khắc phục sức cản ống hút ống đẩy Phần công suất phụ thuộc đường kính ống Ví dụ 5.5: Nước từ bình A chảy vào bể chứa B, theo đường ống gồm hai loại ống có đường kính khác (hình 5.10) Đã biết: zA = 13 m, zB = m; l1 = 20 m; l2 = 30 m; d1 = 150 mm; d2 = 200 mm Ống dẫn loại ống gang dùng Tính lưu lượng Q vẽ đường cột nước, đường đo áp đường ống Hình 5.10 Giải: 102 Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt – – qua mặt tự bình chứa A B: zA  đó: pa p  zB  a  hw   hw  zA  zB  H = 13 – = 8m Những tổn thất cột nước bao gồm: - Tổng số tổn thất cục bộ: v12 v12 v 22  vào   'đm   2g 2g 2g - Tổng số tổn thất dọc đường: l1 v12 l2 v22 1   d1 2g d2 2g Từ phương trình liên tục: v1.ω1 = v2.ω2 d   v2  v1  v1    v1 2  d2  16 ta rút ra: Vậy: 2  l1   l2  v12 v12  9   hw   vào   'đm      1     x   ht d1  16  d2  2g 2g   16   đó: ζht hệ số tổn thất hệ thống, tính với cột nước lưu tốc v1 Ta xác định hệ số tổn thất cục bộ:  vaøo  0,5 ;  'ñm 2  d12   9  9      0,19 ;       x1  0,32  d   16   16    Ta xác định hệ số tổn thất dọc đường: Với ống dẫn loại ống gang dùng, ta lấy Δ = mm Đối với ống d1 = 150 mm, độ nhám tương đối là:    0,006 d 150 ta tính được: λ1 = 0,033 theo cơng thức Nicuratsơ (4.52) Đối với ống d2 = 200 mm, độ nhám tương đối là:    0,005 d 200 103 ta tính được: Vậy: λ2 = 0,031 theo cơng thức Nicuratsơ (4.52) 1 l1 20  0,033x  4,4 d1 0,15 2 l2    9 30  1,48       x0,031x d2  16  0,20  16  Trị số ζht bằng: Từ: ta tính ra:  ht   0,5  0,19  0,32  4,4  1,48  6,9 v12 H  hw   ht 2g v1  Q  ht 2.g.h  2x9,81x8  4,75 m/s 6,9 .d12 3,14x0,152 v1  x4,75  0,084 m3/s = 84 l/s 4 Để vẽ đường tổng cột nước E – E, ta tính trị số tổn thất: l1 v12 hd  1  4,4x1,15  5,06 m d1 2g l   v2 hd      1,48x1,15  1,70 m d2  16  2g v12 hvaøo   vaøo  0,5x1,15  0,58 m 2g hñm   'ñm v12  0,19x1,15  0,22 m 2g v12   hra      0,32x1,15  0,36 m 2g  16  Ví dụ 5.6: Để đưa nước lên tháp nước với lưu lượng Q = 40 l/s, ta đặt máy bơm li tâm, cao mực nước giếng hút hb = m; mực nước tháp cao máy bơm = 28 m; độ dài ống hút lhút = 12 m, độ dài ống đẩy lđẩy = 3.600 m (hình 5.11); đường ống hút đẩy có hệ số ma sát λ = 0,028 Tính đường kính ống hút đẩy; tính cơng suất máy bơm, biết hiệu suất là: hiệu suất máy bơm ηbơm = 0,80, hiệu suất động ηđộng = 0,85 Chân không cho phép máy bơm: m 104 Hình 5.11 Giải: Đường kính ống hút xác định từ lưu tốc cho phép ống hút (từ 0,8 đến 1,25 m/s); ta giả thiết lưu tốc ống hút v = 0,85 m/s Khi đó: 4Q 4x0,040   0,245 m .v 3,14x0,85 d Ta lấy d = 0,250 m; lưu tốc là: v 4Q 4x0,040   0,82 m/s .d 3,14x0,2502 Tổn thất cột nước ống hút bằng:  l  v2 hw    vanvào  3. uốn    d  2g  Thế số vào:  12  0,822 hw   4,5  3x1,10  0,028x = 0,31 m  0,25  2x9,81  Chân không máy bơm tính theo cơng thức bằng: hck  hb  v2  hw   0,034  0,31  5,34m < m 2g Trị số chân không nhỏ trị số chân không cực đại cho phép 6m Đối với ống đẩy, coi ống thường có đường kính ống hút, tra phụ lục 5.1 ứng với đường kính d = 250 mm, ta có K = 618,5 l/s Ống đẩy coi ống dài, tổn thất cột nước tính theo: hd  Q2 0,0402 l = x3600  15,06 m K2 0,61852 Độ cao hình học để dâng nước lên bằng: hh  hb    28  33 m Tổng cột nước máy bơm H, dùng để dâng nước lên độ cao hình học hh, để khắc phục tổng số ma sát dọc đường cục (hw + hd), bằng: 105 H  hh  hw  hd  33  0,31 15,06  48,4 m Công suất thiết bị máy bơm (cả bơm động cơ), tính theo (5.28*) bằng: N .Q.H 9800x0,040x48,4   27,9 kW 1000.bơm xđộngcơ 1000x0,80x0,85 Ví dụ 5.7: Nước từ bể chứa A chảy vào bể chứa B ống xiphông dài L = 400 m, có đường kính d = 200 mm Độ chênh mực nước A B H = 1,30 m (hình 5.12) Xác định lưu lượng Q qua xiphông chân không hck điểm cao (điểm cuối đoạn nằm ngang) xiphông, biết khoảng cách thẳng đứng từ mực nước bể A đến điểm cao z = 4,0 m độ dài đoạn ống từ bể A đến điểm L' = 200 m Hệ số tổn thất cục ứng với đoạn ζ’c = 5,0 Cho biết hệ số ma sát dọc đường ống λ = 0,0263; hệ số tổn thất cục hệ thống ζc = 8,4 Hình 5.12 Giải: Viết phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt – – qua mặt tự hai bể chứa A B, ta được:  L  v2 v2 H  hw      c    ht , 2g  d  2g từ rút biểu thức lưu lượng: Q  .v  .d2 2.g.H  ht Thay số liệu biết vào biểu thức trên, ta tính lưu lượng: Q 3,14x0,22 2x9,81x1,3 0,0263x  0,0203 m3/s = 20,3 l/s 400  8,4 0,2 Lưu tốc trung bình bằng: v Q 4Q 4x0,0203    0,65 m/s  .d2 3,14x0,22 106 Để tính chân khơng điểm cao xiphơng, ta viết phương trình Bernoulli cho mặt cắt – – (hình 5.12): pa  p2  v2 .v2  L '  z      'c   2g  d  2g từ rút ra:   0,652 200 hck  4,0    0,0263x  5,0  x  4,7 m 0,2   2x9,81 Trị số chân khơng xiphơng tìm nhỏ chân không cực đại cho phép (trị số chân không cho phép nước, áp suất khơng khí bình thường, co thể lấy ÷ m cột nước); đảm bảo xiphông làm việc với khu vực chân không không bị phá hoại Chú ý: Ở khu vực áp suất thấp – (hình 5.12), khơng khí tan nước đến chỗ dễ ly khỏi nước, tạo thành “bọc khí”; muốn khử bọc khí đó, khơng thể đặt van để mở cho khơng khí bay đi, mở khơng khí ngồi vào mạnh ống tăng cường thêm bọc khí Ta phải dùng loại bơm riêng hút Thơng thường bọc khí bị dịng chảy phía đầu (bể B) 107 PHỤ LỤC Phụ lục 2.1 Mơmen qn tính Io (đối với trục nằm ngang qua trọng tâm C) tọa độ trọng tâm zC diện tích ω hình phẳng Hình, kí hiệu Io b.a 12 zo  a B2  4.B.b  b 36  B  b   d 64 9.  64 72. a b.a 2.a b.a zo  b.a 36  ω zC  a  B  2.b  zo  B  b d  d 4 r  .r 2 zo   r  R  r4   a b 4  zo  a B  b  zo  R  R  r zo  a π.a.b  108 Phụ lục 4.2 Độ nhám tương đương Δtđ ống kênh Số TT Đặc tính mặt ống kênh Δtđ (mm) I – Ống nguyên khối Ống đồng thau, đồng, kẽm 0,0015 – 0,010 Ống thép 0,020 – 0,100 Ống thép sử dụng 1,2 – 1,0 II - Ống thép hàn nguyên khối Ống cũ tốt 0,04 – 0,10 Ống tráng bitum ~ 0,05 Ống sử dụng rồi, có chỗ bị gỉ ~ 0,10 Ống sử dụng rồi, bị gỉ ~ 0,15 Ống có tình trạng xấu, chỗ nối khơng phủ ≥ 5,0 III - Ống gang Ống 0,25 – 1,00 10 Ống tráng bitum 0,10 – 0,15 11 Ống tráng atsphan 0,12 – 0,30 12 Ống dùng 13 Ống dùng bị gỉ 1,4 1,0 – 1,5 IV - Ống bêtông ximăng 14 Ống bêtơng có mặt tốt 15 Ống bêtơng điều kiện trung bình 16 Ống bêtơng có mặt nhám 17 Ống ximăng chịu nóng 18 Ống ximăng chịu nóng sử dụng 0,3 – 0,8 2,5 3,0 – 4,0 0,05 – 0,10 ~ 0,60 V - Ống gỗ thủy tinh 19 Ống gỗ bào kĩ 0,15 20 Ống gỗ bào tốt 0,30 21 Ống gỗ chưa bào ghép tốt 0,70 22 Ống thủy tinh 0,0015 – 0,0100 VI – Kênh phủ 23 Kênh trát tốt ximăng túy 24 Kênh trát dung dịch ximăng 25 Kênh trát theo lưới kim loại 26 Tấm bêtông sỉ 0,05 – 0,22 0,5 10 – 15 1,5 Những số liệu ghi lại từ giáo trình thủy lực giáo sư Sugaép (1975) từ Sổ tay sức cản thủy lực Iđensich (1975) 109 Phụ lục 4.3 Bảng tra trị số hệ số nhám n Pavơlốpski hệ số k công thức Agơrốtskin Số loại Tính chất thành bờ n k n I Mặt ngồi trơn, mặt có tráng men đánh vécni 0,009 6,26 111 II Bản bào kĩ đặt cẩn thận Mặt trát ximăng nguyên chất 0,01 5,64 100 III Mặt trát ximăng tốt (1/3 cát) ống sứ, ống sắt, ống gang (mới) đặt nối cẩn thận Mặt bào kĩ 0,011 5,12 90,9 IV Mặt chưa bào, đặt cẩn thận Ống dẫn nước làm việc điều kiện tiêu chuẩn, khơng có dấu vết rõ ràng khớp; ống tháo nước sạch; cơng trình bêtơng tốt 0,012 4,70 83,3 V Bản xây tốt, công trình xây gạch tốt Ống tháo nước làm việc điều kiện tiêu chuẩn; ống dẫn nước bị bẩn 0,013 4,33 76,9 VI Ống bị bẩn (ống dẫn ống tháo), kênh máng bêtông điều kiện trung bình 0,014 4,02 71,4 VII Bản xây gạch loại trung bình, mặt lát đá, điều kiện trung bình Đường tháo nước bị bẩn, vải buồm đặt theo gỗ 0,015 3,76 66,7 VIII Bản xây đá hộc tốt, cũ xây gạch (đã bị hư rồi) Cơng trình bêtơng tương đối thô Nham thạch trơn, thi công cẩn thận 0,017 3,32 58,8 IX Kênh máng phủ tầng đất bùn dày, ổn định, kênh máng hoàng thổ cuội nhỏ chắc, có phủ lên tầng bùn mỏng liên tục (tất trạng thái không chê trách được) 0,018 3,13 55,6 X Bản xây đá hộc trung bình; mặt phủ cuội trịn Kênh máng đào hoàn toàn nham thạch Kênh máng hoàng thổ, đá cuội chắc, đất phủ tầng bùn mỏng (ở trạng thái tiêu chuẩn) 0,020 2,82 50,0 XI Kênh máng đất sét chặt, kênh máng hoàng thổ, đá cuội; đất phủ tầng bùn khơng chặt (có nơi bị nứt vỡ); kênh máng đất tình trạng giữ gìn sửa chữa tình trạng trung bình 0,0225 2,50 44,4 XII Bản xây khô tốt Kênh máng lớn đất điều kiện giữ gìn, sửa chữa trung bình, kênh máng nhỏ điều kiện tốt Lịng sơng tình trạng (lịng sơng nhỏ sạch, thẳng, chảy tự do, khơng có lở bờ hố sâu) 0,025 2,25 40,0 110 XIII Kênh máng đất: loại to, điều kiện giữ gìn, sửa chữa điều kiện trung bình, kênh nhỏ điều kiện trung bình 0,0275 2,05 36,4 XIV Kênh máng đất điều kiện tương đối (ví dụ có đơi chỗ đáy kênh có cỏ rêu, đá cuội) có cỏ mọc nhiều kéo dài, bờ lở Dịng sơng tình hình 0,030 1,88 33,3 XV Kênh máng tình trạng xấu (có mặt cắt méo mó, có nhiều đá, cỏ làm chướng ngại vật) Dịng sơng tình trạng tương đối có số đá cỏ 0,035 1,61 28,6 XVI Kênh máng tình trạng vơ xấu (có nhiều hố sâu, bờ cỏ, có nhiều rễ cây, nhiều đá tảng hịn đá dọc đáy kênh) Dịng sơng điều kiện khó khăn (so sánh với mục trên); số đá cỏ tăng lên, lịng sơng quanh co, có bãi hố sâu khơng nhiều 0,040 lớn 1,41 25,0 111 Phụ lục 4.4 Bảng cho trị số C theo công thức Maninh C  R (m) 0,30 0,32 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 0,011 74,4 75,2 75,9 76,7 77,4 78,0 78,7 79,3 79,9 80,4 81,0 82,3 83,5 84,6 85,7 86,7 87,6 88,5 89,3 90,1 90,9 92,4 93,7 95,0 96,2 97,3 98,3 99,3 100,3 101,2 102,0 103,7 105,2 106,6 107,9 109,2 112,0 114,5 116,8 118,9 0,013 62,9 63,6 64,3 64,9 65,5 66,0 66,6 67,1 67,6 68,1 68,5 69,6 70,6 71,6 72,5 73,3 74,1 74,9 75,6 76,3 76,9 78,2 79,3 80,4 81,4 82,3 83,2 84,0 84,8 85,6 86,3 87,7 89,0 90,2 91,3 92,4 94,8 96,9 98,8 100,6 0,014 58,4 59,1 59,7 60,2 60,8 61,3 61,8 62,3 62,8 63,2 63,6 64,7 65,6 66,5 67,3 68,1 68,8 69,5 70,2 70,8 71,4 72,6 73,6 74,6 75,5 76,4 77,2 78,0 78,8 79,5 80,2 81,5 82,6 83,8 84,8 85,8 88,0 90,0 91,8 93,4 0,017 48,1 48,6 49,1 49,6 50,1 50,5 50,9 51,3 51,7 52,1 52,4 53,2 54,0 54,7 55,4 56,1 56,7 57,3 57,8 58,3 58,8 59,8 60,6 61,5 62,2 62,9 63,6 64,3 64,9 65,5 66,0 67,1 68,1 69,0 69,8 70,6 72,5 74,1 75,6 76,9 0,020 40,9 41,4 41,8 42,2 42,6 42,9 43,3 43,6 43,9 44,2 44,5 45,3 45,9 46,5 47,1 47,7 48,2 48,7 49,1 49,6 50,0 50,8 51,5 52,2 52,9 53,5 54,1 54,6 55,1 55,6 56,1 57,0 57,9 58,6 59,4 60,0 61,6 63,0 64,2 65,4 n 0,025 32,7 33,1 33,4 33,7 34,0 34,3 34,6 34,9 35,1 35,4 35,6 36,2 36,7 37,2 37,7 38,1 38,5 38,9 39,3 39,7 40,0 40,6 41,2 41,8 42,3 42,8 43,3 43,7 44,1 44,5 44,9 45,6 46,3 46,9 47,5 48,0 49,3 50,4 51,4 52,3 0,030 27,3 27,6 27,8 28,1 28,4 28,6 28,8 29,1 29,3 29,5 29,7 30,2 30,6 31,0 31,4 31,8 32,1 32,4 32,8 33,0 33,3 33,9 34,4 34,8 35,3 35,7 36,0 36,4 36,8 37,1 37,4 38,0 38,6 39,1 39,6 40,0 41,1 42,0 42,8 43,6 0,035 23,4 23,6 23,9 24,1 24,3 24,5 24,7 24,9 25,1 25,3 25,5 25,9 26,2 26,6 26,9 27,2 27,5 27,8 28,1 28,3 28,6 29,0 29,5 29,8 30,2 30,6 30,9 31,2 31,5 31,8 32,1 32,6 33,1 33,5 33,9 34,3 35,2 36,0 36,7 37,4 16 R n 0,040 20,5 20,7 20,9 21,1 21,3 21,5 21,6 21,8 22,0 22,1 22,3 22,6 23,0 23,3 23,6 23,8 24,1 24,3 24,6 24,8 25,0 25,4 25,8 26,1 26,4 26,7 27,0 27,3 27,6 27,8 28,1 28,5 28,9 29,3 29,7 30,0 30,8 31,5 32,1 32,7 0,045 18,2 18,4 18,6 18,7 18,9 19,1 19,2 19,4 19,5 19,7 19,8 20,1 20,4 20,7 20,9 21,2 21,4 21,6 21,8 22,0 22,2 22,6 22,9 23,2 23,5 23,8 24,0 24,3 24,5 24,7 24,9 25,3 25,7 26,1 26,4 26,7 27,4 28,0 28,6 29,1 0,050 16,4 16,5 16,7 16,9 17,0 17,2 17,3 17,4 17,6 17,7 17,8 18,1 18,4 18,6 18,8 19,1 19,3 19,5 19,7 19,8 20,0 20,3 20,6 20,9 21,2 21,4 21,6 21,8 22,1 22,3 22,4 22,8 23,1 23,5 23,7 24,0 24,6 25,2 25,7 26,2 112 Phụ lục 4.5 Bảng cho trị số C theo công thức Pavơlốpski C  y  2,5 n  0,13  0, 75 n R (m) 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 5,00 6,00 7,00  n  0,10  y R n R 0,011 0,013 0,017 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 50 54,3 57,3 59,5 61,3 62,8 64,1 65,3 67,2 68,9 70,3 71,5 72,7 73,7 74,6 75,5 76,3 77,0 77,7 79,3 80,7 82,0 83,1 84,1 85,1 86,0 86,8 87,6 88,3 89,0 89,7 90,3 90,9 92,0 93,1 94,0 94,9 95,7 96,5 97,3 98,0 98,6 99,3 102,1 104,4 106,4 108,1 111,0 - 38 42,2 44,9 47,0 48,7 50,1 51,3 52,4 54,2 55,8 57,2 58,3 59,4 60,4 61,3 62,1 62,9 63,6 64,3 65,8 67,1 68,3 69,4 70,4 71,4 72,2 73,0 73,8 74,5 75,1 75,8 76,4 76,9 78,0 79,0 79,9 80,7 81,5 82,2 82,9 83,6 84,2 84,8 87,3 89,4 91,1 92,6 95,1 - 24 27,7 30,0 31,8 33,2 34,4 35,5 36,4 38,1 39,5 40,7 41,8 42,7 43,6 44,4 45,2 45,9 46,5 47,2 48,6 49,8 50,9 51,9 52,9 53,7 54,5 55,2 55,9 56,6 57,2 57,8 58,3 58,8 59,8 60,7 61,5 62,3 63,0 63,6 64,2 64,8 65,4 65,9 68,1 69,9 71,3 72,5 74,3 - 18 21,2 23,3 24,8 26,1 27,2 28,2 29,1 30,6 31,8 33,0 34,0 34,9 35,7 36,4 37,1 37,8 38,4 39,0 40,3 41,5 42,5 43,5 44,4 45,2 45,9 46,6 47,2 47,9 48,4 49,0 49,5 50,0 50,9 51,8 52,5 53,2 53,9 54,5 55,1 55,6 56,1 56,6 58,7 60,3 61,5 62,5 64,1 - 12 14,5 16,2 17,5 18,6 19,5 20,4 21,1 22,4 23,5 24,5 25,4 26,2 26,9 27,6 28,2 28,8 29,4 29,9 31,1 32,2 33,1 34,0 34,8 35,5 36,2 36,9 37,5 38,0 38,6 39,1 39,5 40,0 40,8 41,6 42,3 43,0 43,6 44,2 44,7 45,2 45,6 46,1 47,9 49,3 50,4 51,2 52,4 53,1 53,6 10,5 11,9 13,0 14,0 14,8 15,5 16,1 17,3 18,3 19,1 19,9 20,6 21,3 21,9 22,5 23,0 23,5 24,0 25,1 26,1 27,0 27,8 28,5 29,2 29,8 30,4 31,0 31,5 32,0 32,5 32,9 33,3 34,1 34,8 35,5 36,1 36,7 37,2 37,7 38,1 38,6 39,0 40,6 41,9 42,8 43,6 44,6 45,1 45,3 7,9 9,1 10,0 10,9 11,6 12,2 12,8 13,8 14,6 15,4 16,1 16,8 17,4 17,9 18,5 19,0 19,4 19,9 20,9 21,8 22,6 23,3 24,0 24,7 25,3 25,8 26,4 26,8 27,3 27,8 28,2 28,6 29,3 30,0 30,6 31,2 31,7 32,2 32,7 33,1 33,5 33,9 35,4 36,6 37,4 38,1 38,9 39,3 39,4 6,1 7,1 8,0 8,7 9,3 9,9 10,4 11,3 12,1 12,8 13,4 14,0 14,5 15,1 15,5 16,0 16,4 16,8 17,8 18,6 19,4 20,1 20,7 21,3 21,9 22,4 22,9 23,4 23,8 24,2 24,6 25,0 25,7 26,3 26,9 27,5 28,0 28,5 28,9 29,3 29,7 30,0 31,5 32,5 33,3 33,9 34,6 34,9 34,9 113 Phụ lục 5.1 Bảng tính K = f(d, n) khu bình phương sức cản, C tính theo cơng thức Pavơlốpski, với y = K (l /s) d (mm) ω (m2) Ống Ống thường Ống bẩn Co   80 n Co  (n ≈ 0,011) (n ≈ 0,0125) (n ≈ 0,0143) Co   90 n  70 n 50 0,001963 9,624 8,461 7,404 75 0,004418 28,38 24,95 21,83 100 0,007854 61,11 53,73 47,01 125 0,012272 110,80 97,41 85,23 150 0,017671 180,17 158,40 138,60 175 0,024053 271,78 238,93 209,07 200 0,031416 388,02 341,13 298,49 225 0,039761 531,20 467,02 408,64 250 0,049087 703,53 618,52 541,20 300 0,070686 1.144,01 1.005,78 880,06 350 0,096211 1.725,7 1.517,1 1.327,5 400 0,125664 2.463,8 2.166,1 1.895,3 450 0,159043 3.372,9 2.965,4 2.594,7 500 0,196349 4.467,1 3.927,3 3.436,4 600 0,282743 7.264,0 6.386,3 5.588,0 700 0,384845 10.957,3 9.633,3 8.429,1 750 0,441786 13.170,6 11.579,1 10.131,7 800 0,502654 15.644,0 13.753,7 12.034,5 900 0,636172 21.416,8 18.828,9 16.475,3 1000 0,785398 28.364,5 24.937,0 21.820,0 1200 1,130972 46.123,8 40.550,4 35.481,7 1400 1,539379 69.574,4 61.167,3 53.521,6 1600 2,010618 99.333,3 87.330,2 76.414,2 1800 2,544688 135.988,3 119.556,0 104.611,8 2000 3,141590 180.103,3 158.340,3 138.548,2 114 Phụ lục 5.2 Bảng tính K khu bình phương sức cản ứng với ba loại ống: ống thường, ống gang mới, ống thép Ống thường ω d (mm) (dm ) 50 Ống gang Ống thép K, l /s K2/1000 1000/K2 K, l /s K2/1000 1000/K2 K, l /s K2/1000 1000/K2 0,1963 8,313 0,069 14,47053 9,947 0,099 10,10685 10,1 0,102 9,80296 75 0,4418 24,77 0,614 1,62985 29,27 0,857 1,16722 29,1 0,847 1,18090 100 0,7854 53,61 2,874 0,34794 62,85 3,950 0,25316 63,73 4,062 0,24621 125 1,2272 97,39 9,485 0,10543 113,5 12,882 0,07763 115,1 13,248 0,07548 150 1,7671 158,4 25,091 0,03986 183,9 33,819 0,02957 186,3 34,708 0,02881 200 3,1416 340,8 116,145 0,00861 393 154,449 0,00647 398 158,404 0,00631 250 4,9087 616,4 379,949 0,00263 707,6 500,698 0,00200 716,3 513,086 0,00195 300 7,0686 999,3 998,600 0,00100 1143 1306,449 0,00077 1157 1338,649 0,00075 350 9,6211 1503 2259 4,43E-04 1715 2941 3,40E-04 1735 3010 3,32E-04 400 12,5664 2140 4580 2,18E-04 2435 5929 1,69E-04 2463 6066 1,65E-04 450 15,9043 2920 8526 1,17E-04 3316 10996 9,09E-05 3354 11249 8,89E-05 500 19,6349 3857 14876 6,72E-05 4374 19132 5,23E-05 4423 19563 5,11E-05 600 28,2743 6239 38925 2,57E-05 7053 49745 2,01E-05 7131 50851 1,97E-05 700 38,4845 9362 87647 1,14E-05 10560 111514 8,97E-06 10674 113934 8,78E-06 800 50,2654 13301 176917 5,65E-06 14973 224191 4,46E-06 15132 228977 4,37E-06 900 63,6172 18129 328661 3,04E-06 20373 415059 2,41E-06 20587 423825 2,36E-06 1000 78,5398 23911 571736 1,75E-06 26832 719956 1,39E-06 27111 735006 1,36E-06 1100 95,0331 30709 943043 1,06E-06 34416 1184461 8,44E-07 34769 1208883 8,27E-07 1200 113,0972 38601 1490037 6,71E-07 43211 1867191 5,36E-07 43650 1905323 5,25E-07 1300 132,7322 47604 2266141 4,41E-07 53232 2833646 3,53E-07 53769 2891105 3,46E-07 1400 153,9379 57807 3341649 2,99E-07 64581 4170706 2,40E-07 65226 4254431 2,35E-07 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Nguyễn Cảnh Cầm – GS TS Vũ Văn Tảo Thủy lực (tập 1) NXB Xây dựng, Hà Nội, 2007 GS TS Nguyễn Tài – PTS Tạ Ngọc Cầu Thủy lực đại cương NXB Xây dựng, Hà Nội, 1999 PGS TS Hoàng Văn Quý – GS TS Nguyễn Cảnh Cầm Bài tập Thủy lực (tập 1) NXB Xây dựng, Hà Nội, 2005 TS Phùng Văn Khương – NGƯT ThS Phạm Văn Vĩnh Bài tập Thủy lực chọn lọc NXB Xây dựng, Hà Nội, 2007 Trường ĐH Thủy lợi – Bộ môn Thủy lực Các bảng tính Thủy lực NXB Xây dựng, Hà Nội, 2005 116 ... Thủy lực chuyên môn như: Thủy lực đường ống; Thủy lực lịng dẫn hở: Thủy lực cơng trình; Thủy lực sơng ngịi; Thủy lực dịng thấm v.v… Hệ đo lường dùng thủy lực là: hệ đo lường kĩ thuật cũ (MKS – m,... lực: lực mặt lực khối (lực thể tích) - Lực mặt: lực phần tử mặt ω tác dụng lên phần tử mặt bao quanh khối chất lỏng ω (ví dụ: áp lực khơng khí lên mặt tự chất lỏng, phản lực thành rắn, lực ma... lực đôi cân (theo nguyên lí tác dụng phản tác dụng), lực tạo thành hệ lực tương đương với số khơng Ví dụ: lực ma sát trong, áp lực nội thể tích giới hạn mặt ω Hình 1.2 1.4.2 Ngoại lực Ngoại lực