. d[Z+ p]
a chung ny nghien CUllkhi nĩm v nguyen nhn gy r ton tht cvt nuuc cu dong chirỵ Tieu chu[m xc dinh tr{mg'thi chy v nh hung cu trqng thi chitỵ
cua dong chirỵ Tieu chu[m xac dinh tr{mg'thai chay va anh huang cua trqng thai chitỵ d6i V01qui IU/;'itcua t6n that cvt nuac. Cong thuc tinh toan 2 loqi t6n theit cvt nuuc CIlC bv va t6n theit cvt nuac d(Jc dUUngva vqn dllng cac cong thuc d6 d& giai mvt s6 hili toan Cll th&vi t6n theit.
3.1. KHAI NĨM
3.1.1. Khlii nĩm tan thit CQtmrcrc
Khi chAt long th\Ic chuỹn dQng trong long đn thi nang lugng clla dong
chay hi mAt dAn di, tuc la cQt nuac giam dAn. Hĩn tugng d6 gQi la te5n th6t Cl)t
nuac cua dong chitỵ Trong phuang trinh Becnuli vĩt cho dong chay th\IC, t6n
thAt CQtnuac hĩu thi hfutg hw la nang lugng clla mQt dan vi trQng lugng chAt
long mAt di va c6 th~ vĩt dum dl;lIlg:
2 2
hw = (ZI+£l+ al.vI )-(Z2+h+ a2.v2)
y 2.g . Y 2.g
3.1.2. Nguyen nhan gay ra tan thit CQtnÚĨc
Nguyen nhiin clla tfm thAt cQt nuac la do S\I ma sat nQi hQ don~ chay (gifra cac phAn tÍrchAt long vai nhau) va ma sat gifra dong chay vai thanh chuạ
3.1.3. Phlin IOlJitan thit CQtnÚĨc
Thu<'mg nguai ta chia t6n thAt cQt nuac lam hai dl;lIlg:T6n thAt dQc dUĨng va t6n thAt C\lChQ:
1. Te5n th6t d(JC auang :T6n thAt CQtnuac dQc du<'mg gQi la t6n thAt dQc dUĨngdo ma sat gifra cac lap chAt long vai nhau va ma sat gifra chAt long vai
thilnh chua dQc theo chi€u dong chaỵ kY hĩu ~. I
Te5n th6t Cl)t nuac d(Jc auang tinh thea aan vi chi€u dili dong chtiy g(Ji lil al) de5c thuy hrc. kY hĩu IH. J= hd (3-1)
I
2. Te5n tMt CIlC bl): T6n thAt C\lCbQ sinh fa t\li nhUng nai ca bĩt, ad6 dong chay bi bĩn dl;lIlgdQt ngQt; ta ky hĩu t6n thAt nay bfutg he; thi d\l: t6n thAt t\li nai
6ng u6n cong, 6ng m6 fQng, nai co diiitkh6a nuacv.v... I
Nhu v~y, t6n thAt CQtnuac c6 th~ bĩu thi bfutg c6ng thuc t6ng quat sau
3.2.HAl T~G THAIcHAy 3.2.1. Thi nghĩm Raynon (Reynolds)
Til <tAuth~ ky thu19 mQt s6 nha khoa hQc dii sĨbQ xac dinh duQ'c chdt long nh61 t6n t(li hai tr\lllg thai chay khac nhau (Haghen, nam 1839 va 1840; Mendelep nam 1880); nhung tm nam1883, bfutg thi nghĩm nha v~tIy hQc Anh
ọRaynon mm chtrng minh S\l t6n t(li hai tr\lllg thai chay khac bĩt nhau cua chdt long nh61 mQt cach sau sdc. Tily theo tr\lllg thai chay rna cdu t(lo cua dong chliy,
S\l phiin b6 lUllt6c, S\l philn b6 trng sudt tĩp, tim thdt nang lugng v.v ... co nhUng quy lũt khac nhaụ Day la mQtS\l kham pM quan trQng 16nv~ quy lũt chuỹn dQngcua chdt long th\lc, lam cĨsacho mon thuy l\lc pMt trĩn m\lllh mẹ
Thi nghĩm Raynon trinh bay mQtcach sĨluQ'cnhu dum day (hinh 3-1).
A
-
S
T K
Hinh 3 - 1. SO"de, thi nghii;m Raynon va hinh anh tia nuo-c mau !rong 3 tr(lDg thai chay
MQt thimg A kha 16n chua nuac, gdn vao no co mQt 6ng thuy tinh dai T, co dubng kinh khong d6i: mQtdAu6ng nay cdm sau vao trong thimg A co mĩng vao hinh loa L d~ cho nuac di vao 6ngduQ'cthũ.a dAukia cua 6ng co khoa K d~ dĩu chinh lUll lugng qua 6ng; duai ch6 ra cua 6ng T d(it mQt thung do lUll . lugng. Phia tren thung A d(it binh D d\lllg nuac mau co tY trQng cua nuac; gdn
vao binh D mQt 6ng nho co Idp mQt cai kim d~ dfuInuac mau til binh vao 6ng, tren 6ng nho cling co khoa S d~ dĩu chinh lUll lugng nuac maụ Trinh t\l thi nghĩm nhu sau: Truac h~t, gill'm\lC nuac trong thung A c6 dinh, khong dao dQng.Bdt dAuthi nghĩm,rna til til khoa K rdt nho, sau do rna khoa S chonuac
milUchay vao 6ng. Khi dQrna khoa K nho (v~ t6c chliy trong 6ng T nho) quan sat 6ng thuy tinh T, ta thdy co mQtv~t milUnho cang nhu sQ'ichi, dĩu nay chtrng to dong mau va dong nuac trong 6ng chay rieng re khong xao trQn lfuIvao nhaụ Tr\lllg thai chay nay trong do cac phAn tír chdt long chuỹn dQng theo nhUng tAnglap khong xao trQnvao nhau gQilatrgng thai chciy tdng. (hinh 3-1a).
Khi rna khoa K d8n rnQt rnuc ooAt diOO(luu t6c trong 6ng d~t t<JirnQt tri s6 nllO do) thi v~t rnau bi dao dQng thanh hinh song (hinh 3-1 b). Ti8p tvc rna
khoa nua, v~t rnau bi dUt dõ,sau cimg hoan toan hOa Idn trong dong nuac; hic
nay dong mau xao trQn vao dong nuac trong 6ng. Tr~g thai chay nay trong do
cac phAn m chAt long chuỹn dQng vo tr~t w, h6n lõ gQi la trqng thai chily rai
(hiOO 3-1 c). Do la thi nghĩrn v~ S\l chuỹn bi8n cua dong chay m trqng thai
chay tang sang trqng thai chily raị
N8u ta lam thi nghĩrn nguQ'c Ĩi, mc la v~ khoa K 000 Ĩi cho luu t6c
trong 6ng T ill Ian d8n 000 thi thAy d8n rnQthk nao do, v~t rnau dang khong ro
Ĩi dan dan xuAt hĩn va cu6i cung hĩn ro thanh SQ1chi rnau, mc 1a dong chay dang tit trqng thai chay rai chuy€n sang trqng thai chily tang.
Tr~g thai chay qua dQ ill tang sang r6i hõc tir r6i sang tang gQi la trqng
thai chay phan giaị
Luu t6c trn.gvai dong chay chuỹn ill trqng thai chay tang sang trqng thai
chily rai gQi la luu t6c phan giai tren, kY hĩu VKtn!n. Luu t6c, trn.g vai luc dong
chay chuỹn tir tr~g thai chay rai sang trqng thai chay tang gQi Iii luu t6c phan
gim dum, kY hĩuVKdulri
Qua th\lc nghĩrn thAy:VKtn!n> VKdulri
3.2.2. Tieu ehudn xae djnh hai tr\lng thai chiiy
Thi nghĩrn chUng to: tr~ng thai chay ph\! thuQc vao luu t6c, lõi chAt long va kich thuac rn~t ciit cua dong. Vi v~y, khong th~ dimg rnQt v~ t6c giai h~ nao
d~ lam tieu chuAn chung phạn bĩt tr~g thai chay cho rnQi lõi chAt long hõc
vm rnQi lõi duang 6ng duQ'c rna phai dung rnQt tieu chuAn philn' bĩt khac. Vi v~y Raynon dii dung rnQt d~i IUQ'Dgkhong thu nguyen d~ d~c trung cho tr~g thai
chay, do la s6 Raynon, kY hĩu Re: R = v.d (3-3)
, v
Trongdo:
v -Ia luu t6c trung binh cua dong chay (mls).
d -Ia duang kiOOben trong (u61) cua 6ng (rn) .
v~la h~ s6 0061 dQng cua chAt long (rn2/s) lAytheo bang (0-2).
N8u khong phai la dong chay trong 6ng rna la dong đn noiichung thi thay
R.= v.R\) (3-4) D6i v6i mQt dong chay nhAt dinh, nguOi ta dung tri s6 Raynon gi6i h{lll d~ lam til~uchuAn xac dinh tr{lllg thai chay :
Tri s6 Raynon tuang Ung vai tri s6 phan giai ill chay tAng sang chay r6i,
hõc nguqc l(1iill chay r6i sang chay tAng, gQi la tri s6 Riiynon phan gi6i, kY hĩu
bang ReK.
U ng v6i VKtremta co Riiynon phan gi6i tren:
Ung v6i VKducrịta c6 Riiynon phan gi6i duai: