báo cáo thí nghiệm cơ lưu chất thủy lực cơ sở thí nghiệm HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆMXÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ, CHÂN KHÔNG, TUYỆT ĐỐI 1.Tính toán áp suất dư.2.Tính toán áp suất tuyệt đối.3.Tính toán áp suất chân không.4.Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Báo cáo: THÍ NGHIỆM CƠ LƯU CHẤT Giáo viên hướng dẫn: TS LÊ HÙNG ThS NGUYỄN QUANG BÌNH Sinh viên thực : Nhóm : Lớp : Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Cơ lưu chất HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ, CHÂN KHÔNG, TUYỆT ĐỐI - TLĐC01 I Mục tiêu chung Nâng cao nhận thức lý thuyết thực hành áp suất thủy tĩnh cho sinh viên ngành Xây dựng Cơng trình Thủy, Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Cơ sở hạ tầng Mơi trường II Nhiệm vụ Tính tốn áp suất dư Tính tốn áp suất tuyệt đối Tính tốn áp suất chân khơng Xác định trọng lượng riêng chất lỏng III Giới thiệu thiết bị thí nghiệm Thiết bị đo áp suất thủy tĩnh chất lỏng có sơ đồ sau: • Thiết bị gồm bình A, B chứa chất lỏng (nước) Bình B cố định, bình A nâng lên hạ xuống tay quay để tạo áp suất dư (nâng lên) áp suất chân không (hạ xuống) • Khơng khí bình B thơng với khơng khí ống số 1, 3, • Khơng khí ống số 2, thơng với khí trời áp suất pa • Ống số dùng để biết mực nước bình B • Chất lỏng ống - nước, chất lỏng ống - dầu IV Thao tác thí nghiệm thu tập số liệu Bước 1: Tạo áp suất dư Hạ bình A xuống thấp tránh tràn nước khỏi bình A, mở van K đợi đến lúc mực nước đầu ống - - cân mức chất lỏng cố định - lúc mực nước bình A, B cân bằng, áp suất khơng khí bình B lúc pa Khóa van K, quay tay quay để nâng bình A lên Chất lỏng chảy từ bình A qua bình B làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ p a => po > pa Chờ đợi đến mực nước bình A B cân – lúc mức chất lỏng ống - - thay đổi khối khơng khí đệm bình B tăng lên truyền nguyên vẹn đến lớp khơng khí ống số 6, Lúc mức chất lỏng ống - - là: h 1, h2, h3, h4 Đọc trị số lập bảng tính tốn áp suất dư, γdầu Bước 2: Tạo áp chân khơng Giữ cố định vị trí bình A sau đọc trị số h bước Mở van K đợi đến lúc mực nước đầu ống - - cân mức chất lỏng cố định - lúc mực nước bình A, B cân bằng, áp suất khơng khí bình B lúc pa Khóa van K, hạ bình A xuống thấp tránh tràn nước khỏi bình A Chất lỏng chảy từ bình B qua bình A làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ pa => po < pa Chờ đợi đến mực nước bình A B cân – lúc mức chất lỏng ống 1-2 - thay đổi khối khơng khí đệm bình B giảm xuống truyền nguyên vẹn đến lớp khơng khí ống số 6, Lúc mức chất lỏng ống - - là: h 1, h2, h3, h4 Đọc trị số lập bảng tính tốn áp suất chân khơng, γdầu Bước 3: Lặp lại bước để thu thập số thí nghiệm N o Áp suất h h h h ∆h ∆h 12 34 (m m) (m m) (m m) (m m) (m m) (m m) P0 (m m) γdầu dư 44,9 55,2 49,1 31,9 10,3 17,2 101043 5874,593 dư 37,3 56,1 50,1 29,9 18,8 20,2 184428 9130,099 dư 51,6 61,8 46,2 34 10,2 12,2 100062 8201,803 dư 46,6 59,7 50,5 33,9 13,1 16,6 128511 7741,627 dư 46,4 61 46,8 29,3 14,6 17,5 143226 8184,343 Ch.không 56,9 38,7 30 50,6 18,2 20,6 178542 8667,087 Ch.không 61 33,3 25,4 55,6 27,7 30,2 271737 8997,914 Ch.không 59,1 36 28,8 53 23,1 24,2 226611 9364,091 Ch.không 61 33 30,1 55,1 28 25 274680 10987,2 Ch.không 56 35,5 27,8 51,1 20,5 23,3 201105 8631,116 γdầu Trung bình = 8577.987275 V Kết luận: từ kết nhận được,ta có gama dầu tb =9322.70(N/m³) gama dầu thực theo lí thuyết =8338.5(N/m³) Ta thấy có chênh lệch lớn ∆y = 239.48 (N/m³) chứng tỏ thí nghiệm chưa thật xác dụng cụ đo chia độ lơn làm sai số thí nghiệm Câu hỏi (tham khảo) Tại trước thí nghiệm phải mở van K? Giữa ∆h12 ∆h34, tri số lớn hơn? Vì sao? HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TỔN THẤT VÀ LƯU LƯỢNG - TLĐC02 I Mục tiêu chung Nâng cao nhận thức lý thuyết thực hành tổn thất cục dọc đường cho sinh viên ngành Xây dựng Cơng trình Thủy, Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Cơ sở hạ tầng Mơi trường II Nhiệm vụ Tính tốn tổn thất dọc đường so sánh kết tính tốn với số liệu đo lường Tính tốn tổn thất cục (độ mở, đột thu, uốn cong…) Đo lưu lượng ống Pitô (Pitot), Venturri so sánh với thực đo Đo lưu lượng lỗ, vòi so sánh với kết thực đo Tính tốn độ chênh áp suất mặt cắt ngang ống Venturi so sánh với kết thực đo III Giới thiệu thiết bị thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm thủy lực HM 112 (Hydrodynamics Trainer 112) cho phép sinh viên thí nghiệm đo lường dịng chảy áp suất, định lượng đặc tính tổn thất áp suất hệ thống ống Hình ảnh thiết bị sau: Ống dây nối mềm đường kính lớn Ống dây nối mềm đường kính nhỏ Van điều khiển lưu lượng vào tuyến đo lường - Bộ phận thứ 11 Khay nhựa hứng chất lỏng (Ghi chú: Hình ảnh minh họa phận thiết bị, vị trí phận thứ 11 - van điều khiển lưu lượng vào (inflow) thực tế phía bên trái, hình bên phải) 3.1 Mơ tả chi tiết phận thiết bị Van nghiêng để điều chỉnh lưu lượng qua tuyến đo lường số Dòng chảy vào tuyến đo lường - Inflow Dòng chảy khỏi tuyến đo lường - Outflow Hộc đựng thiết bị thí nghiệm Thùng đựng chất lỏng 70l có lỗ kính để kiểm tra mức chất lỏng Máy bơm chìm, cột nước 6.5m, Q = 100 l/min Hộp điện (có cầu dao bật tắt điện cho toàn hệ thống máy (nút màu đỏ bên phải, ấn vào tắt - rút mở mạch điện) công tắc tắt mở bơm (công tắc màu đỏ bên trái)) Hộp chuyển đổi (tín hiệu) với hình kỹ thuật số Áp suất có đơn vị mmbar, lưu lượng có đơn vị l/min Ống đo mức áp kế - phận đo áp suất, Max: 680mm nước ống đo áp kế (hệ thống ống Venturi) - Bộ phận đo áp suất Bộ cảm biến áp suất điện tử (chuyển tín hiệu áp suất qua tín hiệu số) - phận đo áp suất Nhiệt kế (đo nhiệt độ chất lỏng thí nghiệm để xác định ν) 10 Bộ cảm biển lưu lượng dòng chảy kiểu cánh quạt 11 Van cầu dùng để điều khiển lưu lượng vào (inflow) tuyến đo lường 12 Các đối tượng đo lường hốn đổi - thay (Venturi, Pitot, v.v…) 13 Các tuyến đo lường cố định (tổn thất dọc đường, cục bộ…) L = 1000mm 14 Van xả lưu lượng thùng đựng chất lỏng, dùng để xả lưu lượng thùng khơng thí nghiệm thời gian dài 3.2 Các đối tượng đo lường (thí nghiệm) tuyến đo lường Các tuyến đo lường hốn đổi: (bộ phận thứ 12) số thứ tự số tuyến đo lường Tuyến đo lường cho đối tượng đo lường hốn đổi (Interchangeable measuarements objects) ống Venturi, Pitot, van (van nghiêng, van màng chắn, van cầu v.v…) lỗ vịi, bố trí vị trí giới thiệu phận thứ 12) Các tuyến đo lường gắn cố định: (bộ phận thứ 13) ∅:16mm Ống thép mạ lớp kẽm dày 0.5”: St Ống đồng 18x1: Cu 18x1 ∅:16mm Ống nhựa PVC PVC 20x1.5 ∅:17mm Đoạn ống có mặt cắt ngang đột thu PVC 20-16 ∅:17 14.6mm Đoạn ống có mặt cắt ngang đột mở PVC 20-32 ∅:17 – 28.6mm ∅:17mm Các đoạn ống uốn cong PVC 20x1.5 (Trên tuyến đo lường thí nghiệm có đối tượng đo lường) IV CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM HM112 Tùy theo yêu cầu thí nghiệm mà người thí nghiệm tiến hành thao tác chuẩn bị cần thiết để thí nghiệm Bước1: Chọn đối tượng đo lường lắp ráp tuyến đo lường Chọn đối tượng đo lường thí nghiệm (ống St, Cu, PVC, Venturi, Pitot v.v ) Nối điểm nối sau van lưu lượng (bộ phận thứ 11) với cửa vào (inflow) tuyến đo lường số 1, 2, 3, 4, 5, tương ứng với đối tượng đo lường thí nghiệm nối cửa (outflow) tuyến đo lường số 1, 2, 3, 4, 5, tương ứng với đường ống xả thùng chứa ống dây mềm (ống dây mềm có đường kính lớn nhất) Dùng 2, khay nhựa đặt mặt cắt cần đo áp suất tuyến đo lường nhằm mục đích hứng chất lỏng thừa chảy tháo lắp khớp nối dây mềm Bước2: Nối điểm đo áp suất với phận đo áp suất Dùng đoạn ống mềm (ống dây có đường kính nhỏ) để nối điểm đo áp suất đối tượng đo lường thí nghiệm với thiết bị đo áp suất (thiết bị số 6, 8) Các đối tượng đo lường thí nghiệm đối tượng nêu mục 3.2 Một đầu ống dây mềm nối lỗ mặt cắt cần xác định áp suất thủy động đối tượng đo lường thí nghiệm, đầu nối vào lỗ phận đo áp suất (có thể phận (bộ phận thứ 6, 7, mô tả mục 3.1 - tùy thí nghiệm) Chú ý nối theo (từ thượng lưu đến hạ lưu đối tượng đo lường) lỗ mặt cắt cần đo áp suất với thứ tự điểm đo lỗ đo áp suất phận đo áp suất Cụ thể sau: Đối với đoạn đo lường gắn cố định: 1) Khi đo tổn thất dọc đường qua tuyến đo lường số 2, 3, số (St, Cu, PVC) tổn thất cục (mở rộng thu hẹp đột ngột) tuyến đo lường số số ta dùng đến đoạn ống dây mềm Với đoạn ống dây mềm thứ nhất, đầu nối với lỗ mặt cắt thượng lưu (p1) đối tượng đo lường thí nghiệm đầu nối với điểm nối bên trái (p1) ống đo mức áp kế (bộ phận thứ 6) lỗ điểm đo áp suất p cảm biến áp suất điện tử (bộ phận thứ 8); tương tự với đoạn ống dây mềm thứ hai, đầu nối với lỗ mặt cắt hạ lưu (p2) đối tượng đo lường thí nghiệm đầu nối với điểm nối bên phải (p2) ống đo mức áp kế (bộ phận thứ 6) lỗ điểm đo áp suất p2 cảm biến áp suất điện tử (bộ phận thứ 8) Riêng đo tổn thất đột mở đột thu dùng dây mềm thứ nối với điểm đo áp suất hệ thống đo áp để tránh dòng tia phun (thường p3) 2) Khi đo tổn thất cục tuyến ống uốn cong số Dùng đoạn ống dây nối mềm để nối điểm cần đo áp suất mặt cắt từ thượng lưu đến hạ lưu tuyến ống đo lường (đối tượng đo lường thí nghiệm) với: a Các điểm nối tương ứng ống đo áp kế (bộ phận thứ 7) thứ tự từ trái qua phải b Hoặc nối với áp suất p 1, p3, p4, p5, p6, p7 cảm biến áp suất điện tử (bộ phận thứ 8) 3) Khi đo tổn thất cục tuyến đo lường số đối tượng đo lường ống Venturi Thao tác tương tự bước 2.2 Đối với đoạn (tuyến) đo lường hốn đổi 4) Sau lắp đối tượng đo lường (đối tượng thí nghiệm) vào (tùy thí nghiệm mà lắp đối tượng Venturi, Pitot, van, vòi v.v a Đối với ống Venturi: Xem bước 2.3 b Đối với ống Pitot, van: Xem bước 2.1 Bước3: Kiểm tra lại điểm nối Kiểm tra lại điểm nối để tránh tia nước phun chỗ hở điểm nối làm hư hỏng thiết bị máy tính v.v Kiểm tra theo chiều dòng chảy từ van lưu lượng (bộ phận thứ 11) => ống dây mềm => tuyến đo lường => ống dây mềm; kiểm tra tất điểm nối giũa đầu ống dây mềm nối mặt cắt đo áp suất thiết bị đo áp suất (bộ phân thứ 6, 8) Chú ý: • Khi nối ống dây mềm với điểm nối, ấn (lực ấn không lớn để tránh hỏng thiết bị) ống dây mềm vào lỗ (lỗ đo áp suất đối tượng đo lường lỗ đo áp suất thiết bi đo áp suất) nghe âm khít khớp nối phát (âm nhỏ) Lúc bảo đảm khớp nối kín Lúc tháo khớp nối phải đồng thời ấn nhẹ vào (ngược chiều tháo ra) để kéo vịng khóa chốt (trên dây mềm) theo chiều tháo ra, đồng thời với động tác kéo ống dây mềm • Nếu nhóm khơng kiểm tra kỹ lưỡng khớp nối, cho máy bơm hoạt động làm chất lỏng phun dịng tia ngồi hệ thống ống dẫn, nhóm chịu hồn tồn trách nhiệm hỏng thiết bị coi không đạt u cầu thí nghiệm Khi có cố phải ấn nhanh, mạnh nút cơng tắc bên phải hộp điện (bộ phận thứ 4) để tắt hoàn toàn nguồn điện vào máy HM112 Tất sinh viên thí nghiệm phải ghi nhớ ý ... dọc đường so sánh kết tính tốn với số liệu đo lường Tính tốn tổn thất cục (độ mở, đột thu, uốn cong…) Đo lưu lượng ống Pitô (Pitot), Venturri so sánh với thực đo Đo lưu lượng lỗ, vòi so sánh với... mở đột thu Mục đích: Xác định hệ số tổn thất cục theo công thức lý thuy? ??t so sánh kết tính tốn với số liệu thực đo Tính tốn so sánh tổn thất: Tuyến đo lường số 5: Đột thu 2016 có đường kính bên... DẪN THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ, CHÂN KHƠNG, TUYỆT ĐỐI - TLĐC01 I Mục tiêu chung Nâng cao nhận thức lý thuy? ??t thực hành áp suất thủy tĩnh cho sinh viên ngành Xây dựng Cơng trình Thủy, Kỹ thuật