BÀI 3 MẠCH LƯU CHẤT

báo cáo thực hành các quá trình thiết bị và cơ học trong công nghệ hoá BÀI 3 MẠCH LƯU CHẤT của trường đại học Công nghiệp Tp.HCM do sinh viên biên soạn báo cáo và được giáo viên chỉnh sửa bài đúng theo yêu cầu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC  BÁO CÁO THỰC HÀNH CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC MẠCH LƯU CHẤT GVHD: Trần Thảo Quỳnh Ngân SVTH: MSSV: Lớp học phần: Ngày thực hành: 28.01.2020 Nhóm: MỤC LỤC BÀI 3: MẠCH LƯU CHẤT 3.1 GIỚI THIỆU Khi dịng chất lỏng khơng nén chảy qua ống, loại khớp nối, van hay hiết hị đo bị tôn thất áp suất (năng lượng) điều làm tăng lượng cần thiết để vên chuyển chất lỏng Do đó, tính tốn, thiết kế lựa chọn thiết bị vận chuyển chất lỏng ta phải tính tốn tơn thất Bài thí nghiệm mạch lưu chất hướng dân sinh viên xác định tôn thất đó như: tôn thất ma sát chất lỏng với thành ống, tổn thất cục co, van, đột thu, đột mở; tính tốn hệ số lưu lượng dụng cụ đo (màng chắn, Ventury, ông Pito) Mô hình thí nghiệm thiết kế phép nghiên cứu chi tiết tổn thất cột áp lưu chất xuất dịng lưu chất khơng nén chuyển động qua ống, co nối, van, thiết bị đo lưu lượng Trở lực ma sát ông thăng ống khác có thể nghiên cứu khoảng chuẩn số Reynolds từ 10 đên gần 105, đó từ chế độ chảy tầng đến rối ống trơn Một thí nghiệm khác thực ống nhám để so sánh khác độ nhám ống kích thước ơng, khoảng chuẩn số Reynolds cao Cùng với đó, việc khảo sát trở lực qua van, việc đo lưu lượng qua màng chăn, ông Venturi thực 3.2 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Thí nghiệm 1: Xác định mối quan hệ tổn thất áp suất ma sát vận tốc nước chảy bên ông trơn xác định hệ số ma sát f - Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục co, van, đột thu, đột mở - Thí nghiệm 3: Xác định hệ số lưu lượng dụng cụ đo (màng chắn, Ventury) ứng dụng việc đo độ chênh áp việc đo lưu lượng vận tốc nước ống dân 3.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.3.1 Trở lực ma sát Giáo sư Osborne Reynolds có chế độ có thể tôn ống: o Chảy tầng (Laminar): tổn thất cột áp tỷ lệ thuận với vận tốc V (hoặc u) o Chảy rối (Turbulent): tổn thất cột áp tỷ lệ thuận với V" (hoặc un) Hai loại chế độ phân chia chế độ độ mà không xác định mối quan hệ tổn thất cột áp vận tốc Trở lực ma sát hf chất lỏng chảy chốn đầy ống tính theo công thức sau: hf = f Trong đó: f: Hệ số ma sát (không thứ nguyên) L: Chiều dài ống dân, m D: Đường kính ống dân, m V: Vận tốc chuyển động dòng lưu chất, m/s Xác định hệ số ma sát theo chế độ chảy Để xác định chế độ chảy chất lỏng ta dựa vào chuẩn số Reynolds, công thức xác định chuẩn số Re sau: Re = = Trong đó: V: Vận tốc chuyển động lưu chất ống (m/s) : Khối lượng riêng lưu chất (kg/ m³) : Độ nhớt động lực học lưu chất Pa s (kg/ (m s)) v: Độ nhớt động học lưu chất (m²/s) Dtd: Đường kính tương đương, m Với vận tốc lưru chất xác định sau: V= Trong đó: Qv: Lưu lượng dòng chảy ống, m³ /s A: Diện tích mặt cắt ống dân, m² Cơng thức thực nghiệm xác định hệ số ma sát f Re 2300 - chế độ chảy dịng hay chảy tầng: khơng có ma sát nội ống chất lỏng, hệ số ma sát ƒ không phụ thuộc vào độ nhám ống dân f= 2300 Re 4000 - chế độ chảy độ: hệ số sức cản tăng dần độ nhám ống vân chưa ảnh hưởng đến giá trịƒ xác định theo công thức Braziut f= 4000 Re 10000 - chế độ chảy xốy ống nhằn: màng chảy dịng thành ống tương đối dày, phủ kín gờ nhám nên ống nhám coi ống nhẵn gọi ống có độ nhẵn thủy học Hệ số ƒ vân chưa chịu ảnh hưởng độ nhám xác định theo công thức Ixaep f= Re 10000 - chuyển động xoáy ống nhám: chiều dày màng chảy dòng mỏng sát thành ống, sức cản tượng tạo thành xoáy lốc long chất lỏng đạt tới giá trị không đối, không phụ thuộc vào số Re mà phụ thuộc vào độ nhám tương đối n ống xác định công thức Ixaep: f= Hoặc hệ số ma sát có thể tìm dựa vào giãn đồ Moody 3.3.2 Trở lực cục Là trở lực chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vận tốc thay đổi hình dáng tiết diện ống dân như: đột thu, đột mở, chố cong (co), van, khớp nối Trở lực cục kí hiệu: hm có đơn vị m hm = k Trong đó: k: hệ số trở lực cục 3.3.3 Đo lượng theo nguyên tắc chênh áp biến thiên 3.3.3.1 Lưu lượng kế màng chắn và Ventury Màng chắn Ventury hai dụng cụ dùng để đo lưu lượng dựa vào nguyên tắc dòng lưu chất tiết diện thu hẹp đột ngột xuất độ chênh lệch áp suất trước sau tiết diện thu hẹp Áp dụng phương trình Bernoulli ta có mối liên hệ lưu lượng tổn thất áp suất qua màng chắn, Ventury theo công thức: Qv = C Trong đó: Qv: lưu lượng dòng chảy ống, m3/s C: hệ số hiệu chỉnh, Cm cho màng chắn, Cv cho Ventury A1: tiết diện ống dân, m2 A2: tiết diện thu hẹp đột ngột, m2 P: áp suất, Pa : trọng lượng riêng lưu chất, N/m3 3.3.3.2 Ống Pitot Dùng ống Pitot ta có thể đo áp suất toàn phần P áp suất tĩnh Pt, từ đó có thể xác định áp suất động V= Trong đó: V: vận tốc dòng chảy ống, m/s Ptp: áp suất toàn phần (áp suất điểm ngưng đọng_Stagnation point), Pa Pt: áp suất tĩnh, Pa 3.4 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 3.4.1 Sơ đờ hệ thống (SGK/tr.18) 3.4.2 Trang thiết bị, hố chất Bảng 3.1: Kích thước ớng dẫn bằng đồng Stt Tên gọi Ống trơn 16 Ống trơn 21 Ống trơn 27 Ống nhám 27 (độ nhám 1mm) Ống dân Đường kính ngoài (mm) 16 21 27 27 27 Đường kính (mm) 10 15 21 19 21 Bảng 3.2: Kích thước màng chắn, ống Ventury, ống dẫn Pitot, đột thu, đột mở và co 90o Màng chắn 16 Ventury 16 Đường kính lỡ (mm) Ớng dân Pitot Đột thu 25 10 Đột mở 21 Co 90o 21 3.5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.5.1 Chuẩn bị thí nghiệm Lưu chất sử dụng thí nghiệm nước - Mở cơng tắc tổng - Kiểm tra nước bồn chứa, nước phải chiếm ¾ bồn, nạp thêm cần - Mở tất cả van, bật bơm cho nước vào hệ thống, đợi khoảng 2-3 phút để nước chảy ổn định đuổi hết bọt khí ngồi 3.5.2 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống 3.5.2.1 Chuẩn bị Đóng tất cả van không cần thiết (trừ van điều chỉnh lưu lượng), mở văn đường ống khảo sát tổn thất ma sát 3.5.2.2 Các lưu y - Kiểm tra cột nước nhánh áp kế chữ U cho - Trước mở bơm phải kiểm tra hệ thống đường ống đóng mở van - Mở bơm, kiểm tra rò rỉ hệ thống Kiểm tra dâng nước nhánh áp kế, nhánh dâng cao nhanh cần tắt bơm 3.5.2.3 Báo cáo Ống 16: - Xác định đại lượng: vận tốc, chuẩn số Reynolds, tổn thất cột áp, hệ số ma sát thực nghiệm lý thuyết - Vẽ đồ thị mối quan hệ tổn thất cột áp vận tốc cho mỗi loại ống Xác định vùng chảy tầng, độ, chảy rối đồ thị - Xác nhận đồ thị đường thăng cho vùng chảy tầng - Vẽ đồ thị log h theo log V cho mỗi loại ống Xác nhận đồ thị đường thăng cho vùng chảy rối Xác định độ dốc để tìm m - Ước lượng giá trị chuẩn số Reynolds mức giới hạn chuyển từ chảy tầng sang độ từ độ sang chảy rối Các giá trị gọi vận tốc giới hạn giới hạn - So sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm lý thuyết - Lặp lại tương tự với ống 21, 27 (trơn), 27 (nhám) 3.5.3 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục 3.1 Chuẩn bị Đóng tất cả van không cần thiết (trừ van điều chỉnh lưu lượng), mở van đường ống khảo sát (hoặc ống có vị trí trở lực cục bộ) 3.5.3.2 Lưu y - Kiểm tra cột nước nhánh áp kế chữ U cho - Trước mở bơm phải kiểm tra hệ thống đường ống đóng mở van - Mở bơm, kiểm tra rò rỉ hệ thống Kiểm tra dâng nước nhánh áp kế, nhánh dâng cao nhanh cần tắt bơm - Khi kết thúc thí nghiệm mở hồn toàn van số 3.5.3.3 Báo cáo - Xác định: vận tốc dòng nước, hệ số trở lực cục bộ, tổn thất áp suất thực tế (mH 2O) - Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ tổn thất áp suất độ mở van 5, quan hệ hệ số trở lực cục độ mở van, hệ số trở lực cục theo lưu lượng - Nhận xét kết quả thí nghiệm, dạng đường biểu diễn 3.5.4 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp 3.5.4.1 Chuẩn bị Đóng tất cả van không cần thiết (trừ van điều chỉnh lưu lượng), mở van đường ống có vị trí màng chắn, Ventury ống Pito 3.5.4.2 Các lưu y - Kiểm tra cột nước thành nhánh kế chữ U cho - Trước mở bơm phải kiểm tra hệ thống đường ống đóng mở van - Mở bơm, kiểm tra rò rỉ hệ thống Kiểm tra dâng nước nhánh áp kế, nhánh dâng cao nhanh cần tắt bơm 3.5.4.3 Báo cáo a Khảo sát hệ số lưu lượng cúa màng chắn ống Ventury Xác định: lưu lượng (m3/s), hệ số K, tổn thất áp suất thực tế (mH 2O) – màng chắn/Ventury, hệ số Cm, Cv Tính trung bình cộng hệ số Cm, Cv tính b Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống màng chắn, ống Ventury, ống Pitot - Xác định: lưu lượng thực tế (m3/s), lưu lượnh tính tốn (m3/s), lưu lượng tính tốn qua ống Pito - Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ lưu lượng thực tế lưu lượng tính tốn theo độ chênh lệch áp suất 3.6 Kết quả thực nghiệm và xử ly số liệu 3.6.1 Thực nghiệm TN1 và xử ly số liệu 3.6.1.1 Thực nghiệm TN1 Bảng 3.3 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống Ống 16 trơn Ống trơn Ống 27 trơn Ống 27 nhám STT Lưu lượng (l/m) Chênh áp (cm H2O) Lưu lượng (l/m) Chênh áp (cm H2O) Lưu lượng (l/m) Chênh áp (cm H2O) Lưu lượng (l/m) Chênh áp (cm H2O) 0,8 0,097 0,8 0,1 0,097 1,4 0,098 0,2 1,5 0,1 1,2 1,5 1,1 0,1 1,2 0,3 1,8 0,15 1,5 1,7 1,5 0,15 1,5 0,4 2,5 0,2 1,9 1,8 0,2 1,9 0,6 2,9 0,3 2,5 2,2 0,3 2,1 0,7 3,1 0,4 2,7 2,6 3,5 0,6 3,5 0,9 0,5 4,5 0,7 4,5 1,4 0,7 3,3 1,1 5,3 7,5 6,5 3,6 10 10 1,3 2,4 8,5 1,3 3.6.1.2 Xử ly số liệu  Ống trơn 16: - Diện tích bề mặt cắt ống dân: dt= 10mm= 0,01m A= = 7,854 ( - Vận tốc lưu chất: V= = = 0,1698 (m/s) Sử dụng sổ tay QTTB tra độ nhớt động lực học lưu chất 32oC: (trang314) - Chuẩn số Reynolds: - Do giá trị Re nằm 2300≤ 𝑅𝑅 ≤ 4000 nên hệ số ma sát thực nghiệm f tt tính sau: - Trở lực ma sát chất lỏng lý thuyết với L = 1,2 m: hf (lt) = = 0,0432 = 7,63 10-3 - Hệ số ma sát thực nghiệm: - Trở lực ma sát thực nghiệm: hf (TN) = = 0,55 0,097 Bảng 3.4: Kết quả xứ lý Ống trơn Ống trơn V(/s) Re f (LT) hf (LT) f (TN) hf (TN) 0,1698 2858,58585 0,043271 0,007631 0,550065 0,097 Log(V) -1,0132283 -0,77006 11 0,2122 0,2334 0,3183 0,382 0,4244 0,7427 0,9549 1,061 1,2732 3572,39057 3929,29292 5358,58585 6430,97643 7144,781145 12503,367 16075,7575 17861,9528 21434,3434 0,040926 0,011271 0,355839 0,098 -1,0087739 -0,67325 0,039963 0,013315 0,300135 0,1 -1 -0,6319 0,036808 0,022809 0,242067 0,15 -0,8239087 -0,49716 0,034874 0,033826 0,028976 0,031125 0,037264 0,097756 0,224089 0,272325 0,177845 0,2 0,3 0,6 -0,69897 -0,5228787 -0,2218487 -0,41794 -0,37222 -0,12919 0,027131 0,151308 0,125516 0,7 -0,154902 -0,02004 0,026409 0,181833 0,159764 1,1 0,04139269 0,025715 0,025227 0,250119 0,13112 1,3 0,11394335 0,104897 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hf (tt) và V của ống trơn ∅16 Nhận xét: hệ số ma sát hf tỉ lệ thuận với vận tốc ống trơn ∅16 vận tốc tăng Chảy hệ số ma sát tăng ngược lại độ Hình 3.2 Quan hệ log(V) và log(hf) thực nghiệm của ống trơn ∅16  Ống trơn 21: - Diện tích bề mặt cắt ống dân: chảy độ chảy rối dt= 15mm= 0,015mchảy tầng A= = 1,767 ( - Vận tốc lưu chất: 12 V= = = 0,0755 (m/s) Sử dụng sổ tay QTTB tra độ nhớt động lực học lưu chất 32oC: (trang314) - Chuẩn số Reynolds: = = 1759,907 - Do giá trị Re 2300 nên hệ số ma sát thực nghiệm tính: = = 0,0363 - Trở lực ma sát chất lỏng theo lý thuyết với L=1,2 m: = = 0,0363 = - Hệ số ma sát thực nghiệm: - Trở lực ma sát thực nghiệm: hf (TN) = = 4,302 0,1 Bảng 3.5: Kết quả xử lý Ống trơn Ống trơn V(/s) Re f (LT) hf (LT) f (TN) 4,30244287 5,51589037 5,74165927 4,89954925 4,58230777 4,37459754 0,0755 1759,907 0,036366 0,0008452 0,0943 2198,135 0,029116 0,0010557 0,1132 2638,695 0,044146 0,1415 3298,368 0,041751 0,1792 4177,156 0,03972 0,1981 4617,716 0,038508 0,0023066 0,0034085 0,0052008 0,0061617 hf (TN ) Log(V) 0,1 -1 -1,122 0,2 -0,7 -1,025 0,3 -0,52 -0,946 0,4 -0,4 -0,849 0,6 -0,22 -0,747 0,7 -0,15 -0,703 13 0,3301 7694,639 0,033116 0,4244 9892,774 0,03087 0,4999 11652,68 0,029527 0,5659 13191,14 0,028567 0,0147137 0,0226713 0,0300868 0,0373026 2,02563166 1,90627828 1,96278503 1,83798037 0,9 -0,05 -0,481 1,4 0,15 -0,372 0,3 -0,301 2,4 0,38 -0,247 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hf (tt) và V của ống trơn ∅21 Chảy rối Nhận xét: hệ số ma sát hf tỉ lệ thuận với vận tốc ống trơn ∅21 vận tốc tăng hệ số ma sát tăng ngược lại Chảy độ Chảy tầng Hình 3.4 Quan hệ log(V) và log(hf) thực nghiệm của ớng trơn ∅21  Ớng trơn 27: - Diện tích bề mặt cắt ống dân: Chảy tầng dt= 21mm= 0.021m Chảy độ A= = 3,46 ( - Vận tốc lưu chất: V = = = 0,0482 (m/s) Sử dụng sổ tay QTTB tra độ nhớt động lực học lưu chất 32oC: (trang314) - Chuẩn số Reynolds: = = 1498,057 - Do giá trị Re 2300 nên hệ số ma sát lý thuyết tính: fLT= = 0,0427 14 Trở lực ma sát chất lỏng theo lý thuyết với L=1,2 m: = = 0,0429 = Hệ số ma sát thực nghiệm: Trở lực ma sát thực nghiệm: hf (TN) = = 14,455 0,096 Bảng 3.6 Kết quả xử lý Ống Ống V(/s) Re f (LT) 0,0482 1498,057 0,042722 0,0723 2247,086 0,028481 0,0867 2694,639 0,043915 0,1204 3742,036 0,040454 0,1397 4341,88 0,039246 0,1493 4640,249 0,03845 0,2408 7484,071 0,033379 0,289 0,3613 8982,129 11229,22 0,031705 0,029823 0,4094 12724,16 0,028841 hf (LT) 0,0002890 0,0004336 0,0009614 0,0017079 0,0022307 0,0024962 0,0056370 0,0077124 0,01133829 0,0140790 f (TN) hf (TN ) 14,3356 0,097 -1,01323 -1,31695 6,5684 0,1 -1 -1,14086 6,8516 0,15 -0,82391 -1,06198 4,7371 0,2 -0,69897 -0,91937 5,278 0,3 -0,52288 -0,8548 6,1614 0,4 -0,39794 -0,82594 2,9607 0,5 -0,30103 -0,61834 2,8777 2,6303 0,7 -0,1549 -0,5391 -0,44213 2,6631 1,3 0,11394 -0,38785 Log(V) 15 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hf (tt) và V của ống trơn ∅27 Nhận xét: hệ số ma sát hf tỉ lệ thuận với vận tốc ống trơn ∅27 vận tốc tăng Chảy rối hệ số ma sát tăng ngược lại Chảy độ chảy tầng Hình 3.6 Quan hệ log(V) và log(hf) thực nghiệm của ống trơn ∅27 chảy rối Chảy độ chảy tầng  Ống nhám 27: - Diện tích bề mặt cắt ống dân: dt= 19mm= 0,019m A= = 2,83 ( - Vận tốc lưu chất: V = = = 0,0589 (m/s) Sử dụng sổ tay QTTB tra độ nhớt động lực học lưu chất 32oC: (trang314) - Chuẩn số Reynolds: = = 1754,338 - Do giá trị Re 2300 nên hệ số ma sát thực nghiệm tính: f = = 0,0365 - Trở lực ma sát chất lỏng theo lý thuyết với L=1,2 m: = = 0,0429 = 16 - Hệ số ma sát thực nghiệm: - Trở lực ma sát thực nghiệm: hf (TN) = = 125,362 1,4 Bảng 3.7 Kết quả xử lý Ống Ống V(/s) Re f (LT) hf (LT) f (TN) hf (TN ) 0,0589 0,0707 0,0883 0,1178 0,1472 0,159 0,2356 0,2945 0,3828 0,4711 1754,338 2105,802 2630,018 3508,677 4384,356 4735,82 7017,353 8771,691 11401,71 14031,73 0,0365 0,0304 0,044182 0,04111 0,039128 0,038211 0,034002 0,031916 0,0297 0,028107 0,000408 0,000489 0,001109 0,001836 0,002729 0,00311 0,006076 0,008911 0,01401 0,02008 125,3628 93,2232 67,7328 42,5338 31,5412 31,9485 16,7897 11,8199 7,6319 5,5989 1,4 1,5 1,7 1,9 2,2 2,6 3,3 3,6 Log(V) 0,146 0,176 0,23 0,279 0,342 0,415 0,477 0,519 0,556 0,602 -1,22988 -1,15058 -1,05404 -0,92885 -0,83209 -0,7986 -0,62782 -0,53091 -0,41703 -0,32689 Hình Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hf (tt) và V của ống ∅27 nhám Nhận xét: hệ số ma sát hf tỉ lệ thuận với vận tốc ống nhám ∅27 vận tốc tăng chảy hệ số ma sát tăng ngược lại tầng Hình Quan hệ log(V) và log(hf) của ống ∅27 nhám *Bàn luận: độ chảy tầng chảy rối 17 - Tổn thất cột áp tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy ống - Lưu lượng lớn ma sát sinh với thành ống nhỏ - Ớng có tiết diện lớn hệ số ma sát với thành ống lớn 3.6.2 Thực nghiệm TN2 và xử ly số liệu 3.6.2.1 Thực nghiệm TN2 Bảng 3.9 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ STT 10 Đột thu Lưu lượng Chênh áp (cm (LMP) H2O) 0,5 0,5 0,7 1,2 0,9 1,8 1,2 2,5 1,4 3,3 1,6 4,1 2,0 5,4 3,0 6,4 4,0 7,6 5,0 8,7 Đột mở Lưu lượng Chênh áp (cm (LMP) H2O) 1,0 0,7 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 3,7 3,0 4,6 3,5 5,1 5,0 5,7 6,0 6,6 7,0 7,8 9,0 9,2 3.6.2.2 Xử ly số liệu *Đột thu d = 10 mm = 0,01m - Diện tích bề mặt ống dân: A= = 7,854 ( - Vận tốc lưu chất: V= = = 0,0106 (m/s) - Áp suất động: 18 Pđ= = = 5,73 - Hệ số trở lực cục bộ: k = = = 871,3914 - Trở lực cục bộ: Hm= = 871,3914 = 0,005 Bảng 3.10: Kết quả quá trình xác định trở lực cục bộ đường ống đột thu Đột thu A( Q (LMP) V (m/s) Pđ ∆P (mH2O) 8,33333E-06 0,01061 0,01485 0,01909 0,02546 0,02970 0,03395 0,04244 0,06366 0,08488 0,10610 5,73795E-06 0,005 1,12464E-05 0,012 1,8591E-05 0,018 3,30506E-05 0,025 4,49855E-05 0,033 5,87566E-05 0,041 9,18072E-05 0,00020656 0,00036722 0,00057379 0,054 1,16667E-05 0,000015 0,00002 7,854 2,33333E-05 2,66667E-05 3,33333E-05 0,00005 6,66667E-05 8,33333E-05 0,064 0,076 0,087 k Hm 871,391 0,005 1067,01 968,212 756,416 733,569 697,793 588,189 309,828 206,955 151,622 0,012 0,018 0,025 0,033 0,041 0,054 0,064 0,076 0,087 Hình Đồ thị biểu hiện mối quan hệ hệ số trở lực theo lưu lượng (l/p) 19 Nhận xét: hệ số trở lực cục tỉ lệ nghịch với lưu lượng tăng lưu lượng hệ số trở lực cục giảm cho ta thấy lưu lượng lớn độ ma sát nhỏ *Đợt mở: d = 21mm = 0,0021m - Diện tích bề mặt ống dân: A= = 3,46 ( - Vận tốc lưu chất: V= = = 0,04817 (m/s) - Áp suất động: Pđ= = = 1,18 - Hệ số trở lực cục bộ: k = = = 59,19 - Trở lực cục bộ: Hm= = 59,19 = 0,007 Bảng 3.11: Kết quả quá trình xác định trở lực cục bộ đường ống đột mở 20 Đột mở A( Q (LMP) 1,66667E-05 0,000025 3,33333E-05 4,16667E-05 3,46 0,00005 5,83333E-05 8,33333E-05 0,0001 0,000116667 0,00015 V (m/s) 0,04817 0,07225 0,09633 0,12042 0,14450 0,16859 0,24084 0,28901 0,33718 0,43352 Pđ ∆P (mH2O) 0,000118 0,007 0,000266 0,018 0,000473 0,022 0,000739 0,037 0,001064 0,046 0,001449 0,051 0,002957 0,057 0,004257 0,066 0,005795 0,078 0,009579 0,092 k 59,1904 26,3068 14,7976 9,47047 6,57671 4,83187 2,36761 1,64418 1,20796 0,73074 Hm 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 0,007 Hình 10 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng - Nhận xét: hệ số trở lực cục tỉ lệ nghịch với lưu lượng tăng lưu lượng hệ số trở lực cục giảm cho ta thấy lưu lượng lớn độ ma sát nhỏ *Kết luận và nhận xét chung: - Ta thấy xét đường kính, lưu lượng ống nhựa có tổn thất dọc đường ống ống thép không gỉ, cho thấy vật liệu ống ảnh hưởng đến tổn thất dọc đường Lưu lượng tăng tổn thất tăng - Đối với thí nghiệm trở lực cục bộ: Nhìn chung vận tốc tăng hệ số trở lực cục tăng chỗ khớp nối, chỗ cong, van gây trở lực cục nhiều làm cho áp suất bom tăng lên dân đến tiêu hao lượng mức cần thiết 21 3.6.3 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp 3.6.3.1 Kết quả thực nghiệm Lưu lượng Q (l/ph) 10 Màng chắn Ventury Chênh áp (cmH2O) 0,4 1,1 2,7 4,5 7,5 0,4 1,3 2,7 4,9 Ống Pito 0,1 0,3 0,6 1,2 3.6.3.2 Xử ly số liệu 1cm H2O = 98,1 Pa • Màng chắn - Đường kính ống dân: d1=0,021 m A1 =3,46.10-4 (m2) − Đường kính màng chắn: d2 =0,016 m A2 =2,01.10-4 (m2) − Khối lượng riêng lưu chất: (kg/m3) Trọng lượng riêng lưu chất: (N/m3) - Hệ số k: - Hệ số hiệu chỉnh: = 0,481 - Vận tốc dòng chảy: - Lưu lượng: = 1,0938.10-5 = 3,29510-5 (m3/s) Ống Ventury: −Hệ số hiệu chỉnh: 22 - Vận tốc dịng chảy: • Ớng Pito: - Vận tốc dịng chảy: - Lưu lượng: Q (LMP ) 10 Qtt (m3/s) 0,00006 0,0001 0,00013 0,00016 Hệ Cm số Cv K 0,000010938 A2 0,000491 A1 0,000346 D 0,025 Pitot Loạ i ống V Qlt (m3/s) (m/s) 29,43 58,86 0,24 0,34 0,0001178 0,0001668 117,72 0,49 0,0002404 196,2 0,0003091 0,63 Hình 3.10: Mối quan hệ lưu lượng thực tế lưu lượng lý thuyết theo chênh lệch áp suất ống Pitot Nhận xét - Ở ống pito qua đồ thị cho ta thấy lưu lượng tăng độ chênh áp cao (lưu lượng tăng làm cho áp suất đầu ống chữ U khác nhiều.) - Ở ống ventury màng chắn áp suất thay đổi đột ngột ống chỡ thu hẹp dịng làm vận tốc thay đổi, phần áp suất thủy tĩnh dòng chuyển thành áp suất động lực 3.7 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, Các quá trình, thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm, NXB khoa học kỹ thuật, 2007 23 [2] Tập thể tác giả, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập & 2, NXB khoa học kỹ thuật, 2012 [3] Phạm Văn Vĩnh, Cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB giáo dục, 2000 [4] Nguyễn Bin, Tính toán quá trình, thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 24 ... 0,00 036 722 0,0005 737 9 0,054 1,16667E-05 0,000015 0,00002 7,854 2 ,33 333 E-05 2,66667E-05 3, 333 33E-05 0,00005 6,66667E-05 8 ,33 333 E-05 0,064 0,076 0,087 k Hm 871 ,39 1 0,005 1067,01 968,212 756,416 733 ,569... 21 434 ,34 34 0,040926 0,011271 0 ,35 5 839 0,098 -1,0087 739 -0,6 732 5 0, 039 9 63 0,0 133 15 0 ,30 0 135 0,1 -1 -0, 631 9 0, 036 808 0,022809 0,242067 0,15 -0,8 239 087 -0,49716 0, 034 874 0, 033 826 0,028976 0, 031 125... 0,0 432 71 0,007 631 0,550065 0,097 Log(V) -1,0 132 2 83 -0,77006 11 0,2122 0, 233 4 0 ,31 83 0 ,38 2 0,4244 0,7427 0,9549 1,061 1,2 732 35 72 ,39 057 39 29,29292 535 8,58585 6 430 ,976 43 7144,781145 125 03, 367 16075,7575