CHƯƠNG 4 tổn THẤT cột nước TRONG DÒNG CHẢY

THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG CHƢƠNG – TỔN THẤT CỘT NƢỚC TRONG DÒNG CHẢY 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 • PHÂN LOẠI TỔN THẤT • THÍ NGHIỆM REYNOLD – TIÊU CHUẨN PHÂN BIỆT TRẠNG THÁI CHẢY • CƠNG THỨC TÍNH TỔN THẤT DỌC ĐƯỜNG • TRẠNG THÁI CHẢY TẦNG TRONG ỐNG • TRẠNG THÁI CHẢY RỐI • TỔN THẤT CỤC BỘ 4.1 PHÂN LOẠI TỔN THẤT Phương trình Becnuli viết cho mặt cắt 1-1 2-2 tồn dịng chất lỏng thực chảy ổn định: p1 1v1 p2 2 v2 z1    z2    hw  2g  2g 2 h w   hd   hc h dAB v + Tổn thất dọc đường: B Ký hiệu: hd A h cB Đơn vị: (m) h dBN N h dND h cDD h cN + Tổn K thất cục F hbộ: Ký hiệu: hc dEF hdDE Đơn vị: (m) E h cK h cE 4.2 THÍ NGHIỆM REYNOLDS - TIÊU CHUẨN PHÂN BIỆT TRẠNG THÁI CHẢY Thí nghiệm Reynolds ChÊt láng mµu Số Reynolds Cơng thức xác định số Reynolds (dòng chảy ống tròn) const vd R e  Chảy Tầng ν Quá độ ChÊt láng nghiªn cøu Chảy Rối Chỉ tiêu phân giới trạng thái dòng chảy ống tròn: - Nếu Re > Repg = 2320 dòng chảy rối - Nếu Re < Repg = 2320 dịng chảy tầng K2 K1 4.3 CƠNG THỨC TÍNH TỔN THẤT DỌC ĐƢỜNG CT tính tổn thất Darcy dòng chảy Căn cứ: - Ứng suất tiếp thành rắn - Phương trình dịng - Từ xác định cơng thức: Xét dịng chảy ống trịn ta có: R = ¼d v2 τ o  ψρ hd o  RJ  R L L v2 hd   R 2(  / ) L v2 hd  λ d 2g 4.4 TRẠNG THÁI CHẢY TẦNG TRONG ỐNG Sự phân bố lƣu tốc dòng chảy tầng   r 2  u  u max 1       ro   V Lƣu tốc trung bình: u max v 4.4 TRẠNG THÁI CHẢY TẦNG TRONG ỐNG Tổn thất dọc đƣờng dòng chảy tầng (Xét dòng chảy ống tròn) 64 λ Re Hệ số  dòng chảy tầng α  u  dω ω v 3ω ro  r u 3max  (1  )2 rdr ro  umax   r   o   16  ro8 3ro8 3ro8 ro8   8    2 ro  8 4.5 TRẠNG THÁI CHẢY RỐI Cấu tạo dòng chảy rối, thành trơn – thành nhám thuỷ lực a Cấu tạo dòng chảy rối Dòng chảy rối cấu tạo hai thành phần: + Lõi rối: + Lớp mỏng chảy tầng (t): Líp máng máng ch¶y chảy tầng tầng Lớp t Lõi Rối Rối Lõi 4.5 TRẠNG THÁI CHẢY RỐI Cấu tạo dòng chảy rối, thành trơn – thành nhám thuỷ lực b Xác định lớp mỏng chảy tầng (t) Từ phân tích lưu tốc dịng chảy sát thành rắn, phương trình dòng đều, ứng suất tiếp quan hệ tổn thất cột nước với độ dốc thuỷ lực xác định 32,8d t  Re  được: Ngồi cơng thức tính (t) cịn xác định theo cơng thức thực nghiệm sau: 34,2d  t  0,875 Re 4.5 TRẠNG THÁI CHẢY RỐI Cấu tạo dòng chảy rối, thành trơn – thành nhám thuỷ lực c Phân biệt thành trơn – thành nhám thủy lực Khái niệm độ nhám tuyệt đối (): chiều cao trung bình mu Độ nhám tuyệt đối nhỏm lũng dn Thành nhám thủy lực t > : gi l thnh trơn thuỷ lực t t 2320 KL: Dòng chảy trạng thái chảy rối 32,8d 32,8  65 t    0,059 (mm) R e  180198  0,04  1,   20, 29 t 0,059 >6 Vậy giả thiết Dòng chảy rối thành nhám đúng, giá trị d = 65 mm giá trị cần tìm VÍ DỤ Vẽ đƣờng đƣờng đo áp V2  0, (m) 2g hc1 = 0,2 (m) hc2 = 0,48 (m) hc3 = 0,8 (m) L AB V 15 h d1    0,04   0,  (m) d 2g 0,065  L BC V   10  h d2  h d3    0,   (m)   0,04   d 2g   0,065  VÍ DỤ h c1 (1) h d1 h c2 H V A B z V 2g h d2 h c3 h d3 (2) V 2g ... – TỔN THẤT CỘT NƢỚC TRONG DÒNG CHẢY 4. 1 4. 2 4. 3 4. 4 4. 5 4. 6 • PHÂN LOẠI TỔN THẤT • THÍ NGHIỆM REYNOLD – TIÊU CHUẨN PHÂN BIỆT TRẠNG THÁI CHẢY • CƠNG THỨC TÍNH TỔN THẤT DỌC ĐƯỜNG • TRẠNG THÁI CHẢY... c1 2g 4. 6 TỔN THẤT CỤC BỘ Một số tổn thất dạng cục ống b Tổn thất cột nước co hẹp đột ngột: 2 v h c   c2 2g v1  Với:    c2  0,5 1     v  2 4. 6 TỔN THẤT CỤC BỘ Một số tổn thất dạng... 0,11  0,0 34 d 150 + Tổn thất dọc đường đoạn ống xác định: l v2 1000 0,852 hd    0,0 34  8,35 (m) d 2g 0,15  9,81 4. 6 TỔN THẤT CỤC BỘ Hiện tƣợng xảy nơi có tổn thất cục Tổn thất cột nước đặc