. d[Z+ p]
R vKtren.d eKtren=
3.3. SV PHANBO LIrn TOe LIrn Toe
3.3.1 SIl phan ba hru tac trong dong chiiy ting
Trong dong chiiy tdng, lUll t6c amQi di€m hdu
nhu khong thay d6i theo tho; gian, vi v~y S\l'phan b6 lUll t6c trong dong chiiy tdng c6 quy lũt cMt chí:. N€u nghien CUll dong chiiy tdng trong 6ng c6 ap thi
thAy lUll t6c sat thiinh bfutg khong (u =0) , lUll t6c C\l'C
d~i (UmID<) a tam 6ng, db thi lUll t6c c6 dl;lllg duang
cong Parabol (hinh 3-3), t~i mQt di€m bAt kY c6 th€ Hnh theo cong thuc :
(3-7) trong d6:
y-trQng luqng rieng cua chAt long (KN/m3) •
J - dQ d6c thuy l\l'c .
f! -h~ s6 nh6t(N/sm2).
ro - ban kinh 6ng (m).
r - ban kinh til' tam d€n di€m xac dinh lUll t6c (m) .
T~i tam 6ng lUll t6c C\l'Cd~i la (ro =0) :
ỵJ.r; ỵJ.d'
U =---=
max 4.1l 16.1l (3-8)
LUll t6c trung blnh bllng filla lUll t6c C\l'Cd~i :
v=O,5.umax _ ỵJ.d'
is;
H~s6 a (h~s6sua chua apng nang hoq.c h~s6cpt nutYc luu toc hay h~s6
, , I
Coriolit) trong ong cMy tang dugc chUng minh a =2 3.3.2 Phin bA 11m tAc trong dong chay rAi
1. Luu t6c th,!c, luu t6c trung binh théligian, luu t6c m(lch apng.
ạ Luu t6c th,!c: Khi dong cMy chuy€n sang trl.illg thai cJay r6i, mOl tru<'mgchiit long coi nhu dAy cac phAn tfr chiit long chuy€n dgng h6n lol.ill,nhung .noi chung co xu th~ di xuoi dong. LUll t6c di€m tlilimgt di€m c6 dinh ph\! thugc thai gian va thay dbi ca v~ tri s6 l~n phuang hu6ng. NhUng lUll t6c nay gQi la lUll
t6c tfrc thai hoi,ic 11m t6c thÝc.Nhu v(iy, th,!C chat cua chuyin aprlg r6i IiI mpt
chuyin apng kh6ng 6n ainh.
b. Luu t6c trung binh théligian: N~u dung d\!ng C\! do lu<'mg rieng d€ do
thanh phAnUx dQc trvc 6ng Clla lUll t6c tfrc
thai u clla cac phAn tir chiit long di qua M trong mgt kholing thOi gian nao do, (tfrc la do dugc cac tri s6 Ul" u2" U3"v. v ...) rbi
ve len db thi (ux - t) (hinh 3-4), ta ve dugc
mgt du<'mg cong riit ph(rc tlilP, khong th€
dung phuang trinh tow hQc d€ bi€u dien Hinh 3-4
dugc «yday ta di,ittrvc x trilng vai tf\lC 6ng, hu6ng theo chĩu chay).
N~u xet trong mgt thai gian riit ngfut thi thiiy S\l bĩn dbi CllaUxco tinh
chiit ng~u nhien, khong theo mgt quy lũt mlọ Nhung xet trong bgt tMigian'
tuang d6i dai Tx thi thiiyUxbĩn dbi co quy lũt, no tling, giam xung quanh mgt
tIi s6 khong dbi Ux •Nguai ta gQi Ux la Ill'u tOc trung binh thOi glan.
c. Luu t6c m(lch apng: Hĩn tugng thay dbi lUll t6c khongl ngimg xung
• I
quanh mgt vi tri trung binh thai gian clla lUll toc la hĩn tugng mlilch dgng lUll t6c. Hĩn tugng mlilch dgng dugc gilli thich blmg S\l xao trgn h6n IOlilnclla nhUng phAn tir chiit long. Hĩu s6 giua lUll t6c tfrc thai (lUll t6c th\lc) va lUll t6C trung
binh thai gian gQi laIIl'UtOc m{lch d{jng ú
ú= u-Ux LUll t6c mlilchdgng ú co th€ duang hoi,icam:
Dong chay r6i th,!C chat la dong chity kh6ng 6n ainh rat pMc t(lP; ai tiin hiinh aU(Jc vĩc nghien CUu nhilng quy lu(it chuyin aljng cua dong chity r6i, 0.
Rdyn6n (nam 1895) va J. Buxinetsca nam (1897) a€ nghi thay thi liang chay r6i th,!c b{mg dong chity r6i trung binh théligian (dong chity tur'rngtU(Jflg), trong ao, nguai ta kh6ng nghien CUuluu t6c th,!c u ma nghien CUuluu t6c trung binh théli
lÍlIIII 3-5
Phan bBhtutBc dong chay fBi
gian Ux g{Ji IiI mdu dong chily Rliynon - BuxinetsCfỴ Niu Ux khOng phil thu(jc thai gian thi ta co dong chdy rai trung binh thai gian tin t1inh. Ngu(J'c l(li niu
uxphll thu(jc thai gian thi ta co dong chdy rai trung binh thai gian khOng tin t1inh.
Tuy OOienvo; mQt dong chay rdi ooAt diOOthi bien dQ dao dQng co gili tri
ooAt diOOva hĩn tugng ml,lch dQng co tiOOchAt chu ky, chinh vi vqy miI IlIU tac
tqi m6i t1i€m cUa dong chdy rai vdn coi IiI an t1inh
vi huang Idn tri sạNghien Clm dong chay rdi trong dng co ap .... ...t]Ĩ~~~jd... .
thAy rfutg {J sat thanh dng hru tdc rAt 006 do la lap
chay tAng sat thanh tĩp do lUll tdc tang vc;>trAt
OOanhtĩn tai lUll tdc ql'C dl,li{J tam dng. S\l' phan
bd lUll tdc cua dong chay rdi trong dng co d~c
dĩm la lUll tdc tl,li mc;>idĩm kh6ng khac OOau OOĩuva lUll tdc C\l'Cdl,li kh6ng . khac lUll tdc trung binh OOĩulfun .
Thi nghĩm cfing cho bĩt trong dng dong chay rdi h~ sd ạ (h? sa sua
chffa t1(jng nang hoijc h? sa c(jt nuac IlIU toc hay h? sa Coriolit) ạ = 1,05 -1,1;
trong dng chay tang duqc chUng miOO ạ = 2.; Nhu v~y S\l'phan bd lUll tdc tren
dong chay rM d~u han rAtOOĩuso vai dong chay tdng.
3.4:TiNH ToAN TON THAT CQT NUOC
3.4.1. Tan thAt c{lt nuĨc dqc duimg
1. Cong thUc Dacxy - Vaybiic:
1'6n thAt cQt nuac dc;>cdubng thubng duqc tiOO bAng c6ng thIrc Dacxy - Vaybac sau day:
1 v'
hd=Ạ-.-
d 2.g Trongdo:
A - H~ sd SIrCkhang, hay h~ s5 Dacxỵ
I-chĩu dai dong chay (m).
d- dubng kinh ben trong cua dng (m). v- lUll tdc trung biOOtrong dng (m/s).
Dlii v6i cac dong chity d~u trong tĩt dĩn khong tron thay d = 4R. Vai R hl ban kinh thliy l\fc. cong thuc Dacxy - Vaybac co d~g
(3-11)
I v2
hd=Ạ.-.-
4R 2.g
Cong thUc (3-10), (3-11) dling cho ca dong chity tAng va chay rlii, tuy
nhien khi tinh toan se khac nhau do M sli 'A khac nhau dlii v6i tirng lõi dong
chity trong nhiIng dĩu kĩn nh~t dinh .
2)Xtic tJinh h~ s6 suc khting Ạtrang dong chtiy tang.
-Dlii vai dong chity tAng, co ap thi h~ sli'A chi ph1,lthuQc vao sli Raynon :
(3-12)
Trong do: - A hdng sli Ĩy: A= 64 (dlii vai ling.tron); A= 57 (dlii vai ling vuong); A= 53 (dlii v6i ling tam giac d~u). A= 96 (dlii v6i hinh vanh khan va khe h(yphdng). .. D~. " k"nhh" 24 - 01V<1l e a: '"= - R,R (3-13). v*R Trong do R,R =-- u (3-14)
3)Xac tJinh h~ s6 suc khting Ạtrang dong chtiy r6ị
Dlii v6i dong chay rlii thi h~ sli suc khang 'Aph1,lthuQc vao h~ sli Raynon
Re,luu tlic trung binh v clia dong chity va dQ nham thitnh chUạ
c)
H'1lIh 3-6
S\l'thay oailap chay ti\ng sat thanh the0htu t6c
+Bp nhtim tuỷt iJai LI- la dQ cao trung binh clia cac mli nhlim tren toan b~ mi;itthitnh chuạ
+Bp nhtim tUĨng iJai ~ - la tY sli clia dQ
nham tuỹt dlii !'1 va mQt di;ic trung nao do clia mi;it
c~t u6't (d, r, R, h ...) C1,lth~ la ~ = ~, ~ ,....doi khi
nguai ta con dling trj s6 dao ngugc cae tY s6 tren va g9i do la dq nhlin ttrĨng d3i .
ạ Khtii nĩm v~ "tJ(j nhtim" Thũt ngfr "DQ nham" dung d~ bĩu thi S\f tran nh~n hay xu xi, g6 gh~ d~n mQt muc dQ nao do clia b~ mi;it, dugc th~ hĩn
qua cac khai nĩm sau: - - - -
~
a)
~
b)
Hinh3-1
(3-15)
+lJp nhtim tUĨng dUĨng 4d la mQt IOl;lid~c tnmg dQ nham cua thitnh
chua, xac dinh bang cach lam thi nghĩm t6n thAtcQtnuac .
+Hf s6 nhtim n - la tri s3 .th\lCnghĩm d~c trung cho toan bQ tinh hinh. nham cua m~t thitnh chua .Xem ph\!l\!c (3-1)
+ Lap mong chay ting: - ChUng ta bĩt, trl;lllgthai chay r3i dugc d~c tnmg bai S\l xao trQn cac phAn tfrchAt long, S\l xao trQn nay 15'Ĩ thũ v6'i s3 Ray-non. Xet tren m~t c~t ngang cua 3ng thAyS\l
xao trQn do phan b3 khong d~ụ a cang gAn sat thanh, chuy€n dQng ngang cua cac phAn tu cang .\ g~p nhĩu kho khan do yApphainhfrng ranh gi6'i r~. Vi th~, cang gAn sat thitnh r~, dong chay cang co xu th~ chay thitnh tAng, cac lap khong b)
xao trQn v6'i nhau, do do, hinh thitnh dong chay tAng trong mQt lap mong (hinh 3-7) g9i la lap mong chay tAng. Ranh gi6'i cua lap mong chay tAng chua dugc xac dinh th\lC ro rang. Nhu vQ.y,
trong dong chay r3i, khong phai toan bQ chAtlong la chuy€n dQng r3i, rna a sat thitnh bao gia cling co lap mong chay tAng.Khu V\fCchay r3i dugc g9i la loi r3i (hinh 3-7). DQday 0t cua lap mong chay tAngrAtnho co th€ tinh nhu sau:
o = 32,8d t Re-Ji
Vi d\l 3: Xac dinh tri s3 cua ot trong 1rUang hgp dong nuac chay d~u trong 3ng vai lUllt3c trung binh v = 100 cm/s, h~ s3 nhat dQngh9C la u = 0,0101 cm2/s,A = 0,02,
Giiii: Thay R, = v.d vao cong thuc (3-15) ta co: u
8 :....32,8d = 32,8*u =32,8*0,0101 =0,023 cm=O,23 mm.
t Re-Ji v-Ji 100~0,02
b. M6 fas'" Min iJ6i eua h~s6 sue khQng Ạ:
*Khi hm t6c trung hinh cua dong chay nho thi lap chay tAngsat thanh con day, bao pM kin cac m3 nham cua thanh chua, m~t thitnh chua vi th~ rna traIl nhiln lam cho dQnham cua thlinh chua khong anh huang d~nh~ s3 A va A chi ph\! thuQc vao Re: Ạ= feR,)
(3-16) *Trtlng thai qua d~, va 11m t6e trung binh tang len, nen lap chay tAng sat thAnh m6ng di, khong che h~t cac m6 nhlim niia nhung do vfut con lap chay
, . I
tang sat thAnh mly ma dQ nhlim ciIa thanh chua bi giam dị Tr~g thai nay con gQi .
. la tr~g thai "mta thiInh trun thuf llfc "con Ms6 Ạbiiy gia ph\! thuQC vao dQ
nham va tri s6Rẹ Nen Ie =f(Ll,R.)
*Khi 11m t6e trung binh da 1m, dong chay U tr~g thai chay r6i, lap
chay tAng sat thanh hAu nhu khong con niia, nhu v~y dQ nhlim ciIa thAnh chua co
Anhhuang tnjc tĩp d~nMs6 Ạva biiy gia Ạchi ph\! thuQCvao ~. N~n Ạ=j(1J.)
,
Dong chay trang cac cang trinh thuy l(Ji noi chung diu 6'trq.ng thai chiry rai .
TiT cong thuc (3-10) n~u nhu ta d\it: Ạ~=~d - Ms6 t6n th~t dQc duang thi :
v'
hd =~d'-
2.g
Trong dong chay r6i do Ạ=f(~) nen ~d =j(6.,I,d). Vi v~y ta noi rang "0
trq.ng thai chiry rdi, t6n thdt q5t nuac d(Jc duemg tY l~ v&i binh phuung luu tdc trung binh cua dong chdy"va g9i khu "\IC cho phep tinh toan t6n th~t nhu th~ g9i
Ia "khu VlfCsuc can binh phuung".
c. Tieu chudn giai hq.n cac khu VlfCthiInh trun, thanh nham, khu suc can binh phuung:
*Theo ehĩu day lap mong ehliy tAng Ot:
- Dng vo; thanh twn: 0, ~ 4~. (3-17)
- Khu qua do tiTthanh twnsang thAnh nham: ~ < ~ <6 .
. 4 0,
- Dng vai khu suc can binh phuong: 0, ~ 6.
6
* Theo cae s6 Ray non giOi htln:
. . (d)~
- Ung vai thAnh tron: Retron ~ 27 6. .
(3-18)
(3-19)
(3-20)
- Khu qua dQtiT thanh tron sang thAnh nham: IOd <Red <500d. (3-21)
6. i 6.
.T~ " kh . • b'OO h R 500d
- ung Vat U suc can 1 p Uatlg: ed ~--
A
* Theoliru tac gi6i h,n:
(3-22)
.(3-22a).
(3-23) - Ung v6'i khu suc cim binh phuatlg: V ~ 21,6C~
Trong do: C la H~ s6 Sedy dugc xac diOOtheo cong thuc (3-27).
d) C6ng tMc tinh h~saA:
C6 r~t OOĩucong thuc tiOOMs6 ')..OOung 6 day chi dua ra mi)t s6 cong
thuc thuOng dimg:
*6ng trun (tqmg thai chay r6i trong cac thanh tratl thuy h,rc) theo
Conac6p(1947):
1
(1,81gR, -1,52)'
.*Chiiy rai khu qua tip tir thanh trun sang thanh nham. Dung cong thuc Antasun (1952):
.'
[1,4M 100]0.25 [ A 68]0.25
1.,=01 --+- =011 -+-
, d Re 'dRe
Trang d6 LlIra bang 3-1 duO-ị
Bang 3-1: D(Jnhlim tuỹt d6i eua m(Jt s6 10(1i6ng.
V~t lĩu llim 6ng Ărnm)
OngtMpm&i 0,065 -0,1
Ong tMp dUngchua ell 0,1 -0,15
Ong gang m&i 0,25 -1,0
Ong gang dli dung 1,0 - 1,5
(3-24)
*6ng nham: (Chiiy rai trong ph(lm vi khu binh phtrung sue khang).
D\Ía vao k~t qua thi nghĩm cua Nicuratsa, Paranta d~ nghi cong thuc sau
day g9i la cong thue Paranta- Nieuratsa: thieh hgp cho thanh hoan tom OOam,
dung cho ell di) OOilmOOimtl;lOva di) OOamt\l' OOien; Tri s6 di) OOam tuỹt d6i A tra 6 bimg 3-1.
A = 1d d (2.lg - +I,14)2 8 1 [ 2Ig(3,711)J (3-25) (3-26) (3-10')
Hõe dung eong thue Siprinsan khi ~ <0,007
A=O,IỊV%
Trong d6: ~ hi dQ nham tuỹt d6i eua 6ng tra trong bang (3-2) du6'i daỵ Bang 3-2: D(l nham tuỹt d6i ella 6ng
LO(li6ng 8 (mm)
Ong thep m6i d~t dn th~ 0,065 +0,100
Ong thep quet bi tUIll