BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Bài 1:
MẠCH LƯU CHẤT
A. LÝ THUYẾT
I. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệm trong một hệ thống ống dẫn có đường kính
khác nhau và có chứa lưu lượng kế màng chắn, venturi cùng các bộ phận nối ống như cút, van, chữ
T.
II. Cơ sở lý thuyết.
1. Lưu lượng kế màng chắn và venturi.
Nguyên tắc của hai dụng cụ này là dùng sự giảm áp suất của lưu chất khi chảy qua chúng để
đo lưu lượng.
Hình 1:
Vận tốc trung bình ở vò trí (2) được tính từ công thức tổng kê năng lượng:
Trong đó:
C: hệ số của màng chắn và venturi, nó tùy thuộc vào chế độ chảy của Re.
:P∆
độ giảm áp suất qua màng chắn hay venturi, N/m
2
.
:
γ
trọng lượng riêng của lưu chất, N/m
3
.
:
1
2
d
d
=

β
tỷ số giữa đường kính cổ venturi (hay đường kính lổ màng chắn) trên đường kính
ống.
Do đó lưu lượng qua màng chắn hay venturi được tính bằng:
Q = V
2
A
2
= V
1
A
1
.
2. Tổn thất năng lượng do sự chảy của ống dẫn.
Khi lưu chất chỷa trong ống, ta có sự mất năng lượng do ma sát ở thành ống. Xét trường hợp
một ống tròn đều nằm ngang.
Từ phương trình Becnoulli ta có:
0
2
)()(
2
=+∆+
∆
+
∆−
f
HZ
g
V
g

P
α
ρ
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 1
1
1
2
2
v
v
v
v
2
2
1
1
)1(
4
2
βγ
−
∆
=
P
CV
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Vì:
0
2
)(

2
=
∆
g
V
α
và
0
=∆
Z

g
P
H
f
ρ
∆
=⇒

:
f
H
thủy đầu tổn thất ma sát trong ống, m.
Tổn thất năng lượng này liên hệ với thừa số ma sát bằng phương trình Darceyweisbach:
gD
LV
fH
f
2
2

=
Trong đó:
:f
hệ số ma sát, vô thứ nguyên.
L: chiều dài ống, m.
D: đường kính ống, m.
a) Trong chế độ chảy từng:
Tổn thất ma sát được tính theo công thức sau:
2
32
gD
LV
H
f
ρ
µ
=
Hệ số ma sát
f
có thể tính theo công thức của Hagen – Poiseuille:
Re
6464
==
ρ
µ
DV
f
Trong đó:
:
µ

hệ số độ nhớt động lực học, Kg.s/m.
V: vận tốc dòng chảy, m/s.
:
ρ
khối lượng riêng của chất lỏng, Kg/m
3
.
Đối với chất lỏng là nước ở điều kiện thường (20
o
C) thì:
µ
= 10
-2
poise = 10
-3
Kg/s.m = 10
-3
N.s/m
2
= 10
-3
Pa.s và
ρ
= 1000 Kg/m
3
.
b) Trong chế độ chảy rối:
Hệ số ma sát
f
tùy thuộc vào Re và độ nhám tương đối của ống







D
ε
.
Độ nhám tương đối của ống là tỷ số giữa độ nhám thành
ε
(độ nhám tuyệt đối) trên đường
kính ống D.
Người ta có thể tính
f
từ một số phương trình thực nghiệm như phương trình Nikuradse, hay
để thuận tiễn người ta sử dụng giản đồ
f
theo Re và






D
ε
(giản đồ Moody).
Ngoài sự mất mát năng lượng do ma sát trong ống dẫn nói trên, ta còn có sự mất mát năng
lượng do trở lực cục bộ, như do sự thay đổi tiết dệin chảy, thay đổi hướng chảy, hay do sự thay đổi

tiết diện van. Trong trường hợp này ta có công thức tính trở lực cục bộ như sau:
td
td
cb
gD
Vl
fP
2
2
=∆
:
td
l
chiều dài tương đương của cút, van, …
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Chiều dài tương đương được đònh nghóa như chiều dài của một đọan ống thẳng có cùng tổn
thất năng lượng tại van, cút trong điều kiện như nhau.
Trở lực này bằng thế năng riêng tiêu tốn dể thắng trở lực do bộ phận ta đang xét gây ra:
g
V
P
cb
2
2
ξ
=∆

td
td

D
l
f=
ξ

f
D
l
td
td
ξ
=
B. THÍ NGHIỆM
I. Kết Quả Đo.
Thí nghiệm 1: Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn và venturi.
lần TN
đổ mở van
7
W (lít)
thời gian
t(s)
1
1/6 1 3.00 125.00 146.00 95.00 107.00
1/3 2 3.75 114.00 151.00 84.00 105.00
1/2 3 5.77 102.00 152.00 82.00 105.00
2/3 4 8.70 102.00 151.00 82.00 105.00
5/6 5 10.20 102.00 151.00 82.00 105.00
HT 6 12.95 112.00 152.00 82.00 105.00
2
1/6 1 2.85 124.00 147.00 84.00 106.00

1/3 2 3.50 103.00 152.00 84.00 106.00
1/2 3 5.57 102.00 152.00 84.00 106.00
2/3 4 8.70 103.00 152.00 84.00 106.00
5/6 5 10.25 103.00 152.00 84.00 106.00
HT 6 13.00 103.00 152.00 84.00 106.00
3
1/6 1 3.20 125.00 154.00 80.00 104.00
1/3 2 3.80 102.00 154.00 80.00 104.00
1/2 3 5.95 102.00 154.00 80.00 104.00
2/3 4 8.65 102.00 154.00 80.00 104.00
5/6 5 9.95 102.00 154.00 80.00 104.00
HT 6 11.25 102.00 154.00 80.00 104.00

Thí nghiệm 2: thiết lập giản đồ f theo Re cho ống A, B, C, D.
1. Cho ống A:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 3
)(
2
OCmH
g
Pv
ρ
)(
2
OCmH
g
Pm
ρ
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
2. Cho ống B:

3. Cho ống C:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 4
Lần
TN
Đổ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1
1/4 140 143 112.00 111.00
1/2 124 147 104.00 102.00
3/4 114 152 102.00 99.00
HT 111 154 101 98
2
1/4 140 143 114 110
1/2 126 147 105 102
3/4 114 153 102 101
HT 110 151 101 99

3
1/4 138 145 113 110
1/2 126 147 104 101
3/4 115 151 103 101
HT 111 153 102 99
Lần
TN
Đổ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1
1/4 138 143 112 110
1/2 128 144 106 102
3/4 119 147 103 97
HT 145 148 102 95
2
1/4 140 143 114 110

1/2 126 147 105 102
3/4 114 153 102 101
HT 110 151 101 99
3
1/4 138 143 110 111
1/2 130 145 106 102
3/4 120 146 103 97
HT 146 147 101 96
lần
TN
độ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1 1/4 136 143 113 106
1/2 125 143 110 95
3/4 120 144 109 90
HT 119 144 109 98

2
1/4 135 142 112 106
1/2 126 142 111 96
3/4 122 145 110 92
HT 120 145 110 98
3
1/4 135 143 112 106
1/2 126 143 110 96
3/4 122 144 109 92
HT 119 144 109 98
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
4. Cho ống D:
Thí nghiệm 3: Đònh chiều dài tương đương cho van, cút.
Van 5 (8 vòng).
Độ mở van 5: ¼ vòng. (2 vòng)
Lần
TN
Độ mở van
5
Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH

g
P
van
2
ρ
1 1/4
1/4
139 143 112 111
1/2
125 146 104 102
3/4
115 151 102 97
HT
110 153 101 94
2 1/4
1/4
138 143 111 110
1/2
126 145 103 101
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 5
lần
TN
độ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2

ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1
1/4 137 141 117 102
1/2 130 138 117 88
3/4 126 136 117 82
HT 125 135 117 80
2
1/4 135 140 115 103
1/2 132 139 115 89
3/4 124 136 115 83
HT 125 134 115 81
3
1/4 136 140 116 102
1/2 129 138 116 89
3/4 125 135 116 82
HT 124 134 116 81
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
3/4
114 150 101 96
HT
109 153 99 95
3 1/4
1/4

138 143 112 110
1/2
125 146 104 102
3/4
115 150 102 97
HT
110 152 99 95
Độ mở van 5: ½ vòng. (4 vòng)
Lần
TN
Độ mở van
5
Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
1 1/2
1/4

138 143 111 110
1/2
123 147 104 101
3/4
114 152 102 96
HT
110 154 101 94
2 1/2
1/4
135 143 112 111
1/2
125 146 103 102
3/4
114 152 102 97
HT
112 153 101 95
3 1/2
1/4
137 114 111 110
1/2
123 146 104 102
3/4
115 151 102 96
HT
111 153 101 95
Độ mở van 5: ¾ vòng. (6 vòng)
Lần
TN
Độ mở van
5

Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
1 3/4
1/4
138 142 111 110
1/2
123 147 108 97
3/4
145 150 109 90
HT
111 152 109 87
2 3/4
1/4
135 143 110 109
1/2
121 146 109 96

3/4
144 148 108 92
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 6
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
HT
110 151 108 86
3 3/4
1/4
136 142 111 110
1/2
122 146 109 98
3/4
144 148 107 91
HT
111 152 107 89
Độ mở van 5: Hoàn toàn (8 vòng)
Lần
TN
Độ mở van
5
Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )

OmH
g
P
van
2
ρ
1 hoàn toàn
1/4
136 142 119 99
1/2
123 143 136 68
3/4
119 144 140 58
HT
117 145 143 54
2 hoàn toàn
1/4
134 140 120 101
1/2
125 141 138 71
3/4
119 142 140 59
HT
118 143 142 56
3 hoàn toàn
1/4
135 141 120 99
1/2
124 142 136 71
3/4

119 143 139 58
HT
117 144 143 56
II. Kết Quả Tính.
Trình tự tính toán như sau:
Thí nghiệm 1:
)/( sl
t
W
Q =
)(
2
OmH
g
P
g
P
g
P
mbemlơnm
ρρρ
−=
∆
)(
2
OmH
g
P
g
P

g
P
vbevlơnv
ρρρ
−=
∆
µ
ρ
VD
f
==
64
Re
Tìm V, ta có Q = V
2
A
2
= V
1
A
1
.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 7
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
V
1
= V
2
vì van và cút có tiết diện giống nhau, A
1

= A
2
do đường kính lỗ của màng chắn và
đường kính cổ venturi bằng nhau (17mm), lối vào màng chắn và venturi bằng nhau (40mm).
Vậy:
)/(
4
2
sm
D
Q
A
Q
V
π
==
Q: m
3
/s.
Sau khi tính V ta tính được Re.
Với các thông số sau:
ρ
= 1000 Kg/m
3
khối lượng riêng của chất lỏng ở 20
0
C,
14.3=
π
,

µ
=
10
-3
Kg/sm độ nhớt của nước ở 20
0
C, D = 17mm = 17.10
-3
m đường kính lổ của màng và đường kính
cổ của venturi.
Tính Cm và Cv.
Từ công thức:
)1(
4
2
βγ
−
∆
=
P
CV

Ta có
( )
4
1
βγ
−
∆
=

P
V
C
Với Cm thì tính theo
m
P∆
, Cv tính theo
v
P∆
g
ργ
=
:
1
2
d
d
=
β
tỷ số giữa đường kính cổ venturi (hay đường kính lổ màng chắn) trên đường kính
ống.
29
17
=
β
g
g
P
P
ρ

ρ
.
∆
=∆
Thí nghiệm 2:
Q (l/s) được tra từ đồ thò biểu hiện sự phụ thuộc của Q đối với thủy dầu áp suất
g
P
m
ρ
∆
và
g
P
v
ρ
∆
g
P
m
ρ
∆
và
g
P
v
ρ
∆
được tính tương tự như thí nghiệm 1.
2

4
D
Q
A
Q
V
π
==
Với mỗi thí nghiệm tương ứng với mỗi loại ống thì D khác nhau. Số liệu kích thước cho mỗi
loại ống cho trong bảng sau:
Loại ống Đường kính ngoài (mm) Đường kính trong
(mm)
A 34 29
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 8
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
B 26.5 22
C 21.5 17
D 16.5 13.5
Tính f.
Từ công thức:
gD
LV
fH
f
2
2
=
Vậy
2
2

LV
gDH
f
f
=
Với
g
P
H
ong
f
ρ
∆
=
Lấy g = 10 m/s
2
.
L: chiều dài của mỗi ống = 1.5m .
µ
ρ
VD
f
==
64
Re
Thí nghiệm 3.
Các thông số tính tương tự thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2.
f tra từ đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa Re và f ở thí nghiệm 2 theo ống A.
Để tính chiều dài tương đương
:

td
l
cho van 5 theo các độ mở khác nhau ta có.
g
V
P
cb
2
2
ξ
=∆

td
td
D
l
f=
ξ

f
D
l
td
td
ξ
=
Trong đó:
ξ
và D
td

tra theo bảng sau ứng với mỗi độ mở khác nhau của van 5.
Bảng kết quả tính cho mỗi thí nghiệm:
Thí mghiệm 1:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 9
Độ mở
Mở hoàn
toàn
¾ ½ ¼
ξ
0.12 0.26 2.06 17
D (mm) 29 26.83 22.63 16.28
GVHD: Ks. Phaïm Ñình Ñaït
Thí nghiệm 2:
Cho ống A:
Cho ống B:
Q
(l/s)

V (m/s) f Re
0.50 0.05 0.02
1.31599726
3
0.00338
8
2895
2
0.49 0.16 0.04
1.28967731
7
0.00705

4
2837
3
0.49 0.28 0.06
1.28967731
7
0.01058
2
2837
3
0.46 0.03 0.07
1.21071748
2
0.01400
8
2663
6

SVTH: Nguyeãn Troïng Anh: Trang: 10
)(
2
OmH
g
Pm
ρ
∆
)(
2
OmH
g

Pv
ρ
∆
GVHD: Ks. Phaïm Ñình Ñaït
0.50 0.02 0.03
1.31599726
3
0.00508
1
2895
2
0.49 0.16 0.02
1.28967731
7
0.00352
7
2837
3
0.49 0.25 0.06
1.28967731
7
0.01058
2
2837
3
0.46 0.02 0.06
1.21071748
2
0.01200
7

2663
6
0.50 0.05 -0.01
1.31599726
3 -0.00169
2895
2
0.49 0.15 0.04
1.28967731
7
0.00705
4
2837
3
0.49 0.26 0.06
1.28967731
7
0.01058
2
2837
3
0.46 0.01 0.05
1.21071748
2
0.01000
6
2663
6
Cho ống C:
Q

(l/s)
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
∆
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
∆
V (m/s) f Re
0.50 0.07 0.07 2.203953893 0.003266 37467
0.49 0.18 0.15 2.159874815 0.007288 36718
0.49 0.24 0.19 2.159874815 0.009232 36718
0.46 0.25 0.11 2.027637582 0.006065 34470

0.50 0.07 0.06 2.203953893 0.0028 37467
0.49 0.16 0.15 2.159874815 0.007288 36718
0.49 0.23 0.18 2.159874815 0.008746 36718
0.46 0.25 0.12 2.027637582 0.006616 34470

0.50 0.08 0.06 2.203953893 0.0028 37467
SVTH: Nguyeãn Troïng Anh: Trang: 11

GVHD: Ks. Phaïm Ñình Ñaït
0.49 0.17 0.14 2.159874815 0.006802 36718
0.49 0.22 0.17 2.159874815 0.00826 36718
0.46 0.25 0.11 2.027637582 0.006065 34470
Cho ống D:
Q
(l/s)



V (m/s) f Re



0.50 0.04 0.15
3.49488436
3
0.00221
1 47181
0.49 0.08 0.29
3.42498667
6 0.00445 46237
0.49 0.10 0.35
3.42498667
6
0.00537
1 46237
0.46 0.10 0.37
3.21529361
4

0.00644
2 43406

0.50 0.05 0.12
3.49488436
3
0.00176
8 47181
0.49 0.07 0.26
3.42498667
6 0.00399 46237
0.49 0.12 0.32
3.42498667
6 0.00491 46237
0.46 0.09 0.34
3.21529361
4 0.00592 43406

0.50 0.04 0.14
3.49488436
3
0.00206
3 47181
0.49 0.09 0.27
3.42498667
6
0.00414
3 46237
0.49 0.10 0.34
3.42498667

6
0.00521
7 46237
0.46 0.10 0.35
3.21529361
4
0.00609
4 43406
SVTH: Nguyeãn Troïng Anh: Trang: 12
)(
2
OmH
g
Pm
ρ
∆
)(
2
OmH
g
Pv
ρ
∆
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Thí nghiệm 3:
Độ mở van 5: ¼.(2 vòng)
Q
(l/s)
( )
OmH

g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
V (m/s)
Re f l
td
(mm)

0.50 0.04 0.01 0.0356 7774.16 4.90910158 0.50 0.04
0.49 0.21 0.02
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.21
0.49 0.36 0.05
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.36
0.46 0.43 0.07
0.0520
1 5320.88 4.15506358 0.46 0.43

0.50 0.05 0.01 0.0356 7774.16 4.90910158 0.50 0.05
0.49 0.19 0.02

0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.19
0.49 0.36 0.05
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.36
0.46 0.44 0.04
0.0520
1 5320.88 4.15506358 0.46 0.44

0.50 0.05 0.02 0.0356 7774.16 4.90910158 0.50 0.05
0.49 0.21 0.02
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.21
0.49 0.35 0.05
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.35
Độ mở van 5: ½. (4 vòng)
Q
(l/s)
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P

van
2
ρ
V (m/s)
Re f l
td
(mm)
0.50 0.05 0.01 1.24374 0.07735 28145.9423 0.037 1259.941
0.49 0.24 0.03 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 13
g
V
2
2
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
0.49 0.38 0.06 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
0.46 0.44 0.07 1.14425 0.06546 25894.267 0.052014 896.2549

0.50 0.08 0.01 1.24374 0.07735 28145.9423 0.037 1259.941
0.49 0.21 0.01 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549

0.49 0.38 0.05 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
0.46 0.41 0.06 1.14425 0.06546 25894.267 0.052014 896.2549

0.50 -0.23 0.01 1.24374 0.07735 28145.9423 0.037 1259.941
0.49 0.23 0.02 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
0.49 0.36 0.06 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
0.46 0.42 0.06 1.14425 0.06546 25894.267 0.052014 896.2549
Độ mở van 5: ¾. (6 vòng)
Q
(l/s)
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ

V (m/s) Re f l
td
(mm)
0.50 0.04 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.0393 177.5013
0.49 0.24 0.11 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.05 0.19 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.22 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139

0.50 0.08 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.052014 134.1139
0.49 0.25 0.13 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.04 0.16 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.22 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139

0.50 0.06 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.0393 177.5013
0.49 0.24 0.11 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.04 0.16 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.18 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 14
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Độ mở van 5: Hoàn toàn (8 vòng)
Q
(l/s)
( )
OmH
g
P

m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
V (m/s) Re f l
td
(mm)
0.50 0.06 0.51 0.75736 0.02868 21963.5405 0.0421 82.66033
0.49 0.2 0.78 0.74222 0.02754 21524.2697 0.039 89.23077
0.49 0.25 0.86 0.74222 0.02754 21524.2697 0.039 89.23077
0.46 0.28 1.43 0.69677 0.02427
20206.457
3 0.039 89.23077

0.50 0.06 0.19 0.75736 0.02868 21963.5405 0.0421 82.66033
0.49 0.16 0.67 0.74222 0.02754 21524.2697 0.039 89.23077
0.49 0.23 0.81 0.74222 0.02754 21524.2697 0.039 89.23077
0.46 0.25 0.86 0.69677 0.02427
20206.457
3 0.039 89.23077

0.50 0.06 0.21 0.75736 0.02868 21963.5405 0.0421 82.66033
0.49 0.18 0.65 0.74222 0.02754 21524.2697 0.038 91.57895
0.49 0.24 0.81 0.74222 0.02754 21524.2697 0.039 89.23077

0.46 0.27 0.87 0.69677 0.02427
20206.457
3 0.039 89.23077
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 15
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
III. Xử Lý Số Liệu (vẽ đồ thò)
Thí nghiệm 1: Lưu lượng Q đối với hiệu số thủy dầu áp suất
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
∆
và
( )
OmH
g
P
v
2
ρ
∆
Q (l/s)
( )

OmH
g
P
m
2
ρ
∆
( )
OmH
g
P
v
2
ρ
∆
0.28 0.14 0.20
0.39 0.13 0.25
0.37 0.14 0.25
0.34 0.14 0.25
Chú ý: số liệu vẽ đồ thò là giá trò trung bình.
Đồ thị biểu hiện sự phụ
thuộc giữa lưu lượng Q
với
( )
OmH
g
P
m
2
ρ

∆
qua
màng chắn ống
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 16
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Đồ thò biểu hiện sự phụ thuộc giữa lưu lượng Q và
( )
OmH
g
P
v
2
ρ
∆
qua venturi.
Hệ số lưu lượng kế C
m
và C
V
theo Re:
Biểu đồ thể
hiện hệ số
lưu lượng kế
C
m
theo Re
Thí nghiệm 2: Thừa số ma sát theo Re:
Cho ống A:
Biểu đồ thể
hiện sự phụ

thuộc giữa hệ
số ma sát f theo
Re
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 17
Re
Cm Cv
20896.88
2.575163 3.20555382
29220.49
3.251346 4.47692301
27712.89
3.042653 4.13951592
25835.43
2.864427 3.88901344
Re f
8785.4162 0.04213
13763.819 0.03477
15813.749 0.03901
15813.749 0.05201
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Cho ống B:
Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc giữa hệ số ma sát f theo Re
Cho ống C:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 18
Re f
11580.776 0.02117
16406.099 0.03392
20845.397 0.02069
20845.397 0.02396
Re f

14986.886 0.03597
21980.767 0.02256
25977.27 0.01845
26976.396 0.018
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc giữa hệ số ma sát f theo Re
Cho ống D:
Biểu đồ thể
hiện sự phụ
thuộc giữa hệ
số ma sát f
theo Re
Thí
nghiệm 3:
Lưu lượng Q theo áp suất ở các độ mở của van.
Độ mở van 5: ¼.

Biểu đồ thể
hiện sự phụ
thuộc giữu
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 19
Re f
18872.376 0.02057
18872.376 0.03009
18872.376 0.03316
18872.376 0.03439
Q
( )
OmH
g

P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.2
0.095 0.31
0.296667
0.216667 0.676667
0.36
0.261667 0.796667
0.36
0.268333 0.833333
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
lưu lượng Q theo áp suất ở dộ mở van ¼
Độ mở van 5: ½:

Biểu đồ thể hiện
sự phụ thuộc giữu
lưu lượng Q theo áp suất ở dộ mở van ½
Độ mở van 5: ¾:

Biểu đồ thể
hiện sự phụ

thuộc giữu

lưu lượng Q
theo áp
suất ở dộ
mở van ¾
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 20
Q
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.2
0.125 0.093333
0.36
0.28 0.19
0.36
0.363333 0.266667
0.36
0.393333 0.26

Q
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.253333 0.116667
0.043333
0.36 0.266667
0.083333
0.36 0.368333
0.12
0.36 0.428333
0.13
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Độ mở van 5: Hoàn toàn

Biểu đồ thể hiện
sự phụ thuộc giữu
lưu lượng Q theo áp suất ở dộ mở van hoàn toàn
Đặc tuyến riêng và đặc tuyến van gắn vào mạng ống này (Q/Q

max
theo độ mở/độ mở max)
Độ mở van ¼ /hoàn toàn.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 21
Q
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.2
0.113333 0.036667
0.3533
0.275 0.076667
0.36
0.371667 0.1
0.36
0.431667 0.12
Độ mở Q/Qmax
1/4 0.955497
1/2 1.005236

3/4 1.04712
HT 1
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
IV. Nhận Xét Kết quả Và Bàn Luận.
1. Giản đồ biểu diễn lưu lương Q đối với hiệu số thủy dầu áp suất qua màng chắn và
Venturi :
Độ chênh cột áp tăng theo lũy thừa 2 đối với lưu lượng
∆
p=K
1
Q
Ứng với một giá trò Q,
∆
p
m
>
∆
p
v
thì tổn thất năng lượng qua màng lớn hơn qua venturi
2. Giản đồ biểu diễn hệ số lưu lượng kế Cm, Cv theo Re :
Hệ số lưu lượng kế không thay đổi đối với một loại lưu lượng kế nhất đònh, không phụ
thuộc vào chế độ dòng chảy trong khu vực
Trong thực tế, hệ số C
m
, C
v
dao động quanh một giá trò nhất đònh C
m
=0,5 C

v
=0,8
Hệ số C
m
,C
v
dao động do dòng chảy không ổn đònh vì :
• Thay đổi lưu lượng
• Thay đổi độ mở của van 15.
C biểu thò mức độ tổn thất năng lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế
C
v
> C
m
: Tổn thất năng lượng của lưu lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế venturi nhỏ
hơn tổn thất năng lượng của lưu lượng của lưu lượng kế màng
3. Giản đồ biểu diễn thừa số ma sát f theo Re :
Theo lý thuyết :
• Khu vực chảy tầng f=f
1
(Re)
• Khu vực chảy rối thành trơn f=f
2
(Re)
• Khu vực quá độ từ chảy rối thành trơn sang chảy rối thành nhám: f=f
3
(Re,
∆
/d)
• Khu vực chảy với thành nhám hoàn toàn f=f

4
(
∆
/d)
Theo thực nghiệm :
Từ giản đồ ta nhận thấy cùng một độ nhám tương đối nhưng sự phụ thuộc của f theo Re
khác nhau khi khảo sát trên những chiều dài ống khác nhau sự khác biệt ở trên là do sự không
đồng nhất độ mở của van 13 giữa các lần thí nghiệm , sự rò rỉ chất lỏng dọc đường ống , độ
nhám của ống không đồng đều dọc theo ống (do gỉ sét)
Sự phân chia các khu vực chế độ chảy phụ thuộc vào độ nhám tương đối, đường kính của
ống và vận tốc lưu chất trong ống do đó vùng Re chảy tầng của ống này có thể là vùng Re chảy
rối của ống kia
4. Giản đồ biểu diễn lưu lượng Q theo độ mở của van tại một vài áp suất :
• Từ giản đồ ta nhận thấy : Van càng mở lớn thì lưu lượng qua van càng lớn ứng với một
tổn thất cột áp cho trước.
• Mức độ tổn thất năng lượng cũng thể hiện ở chiều dài tương đương L
e
(bảng số liệu cho
thí nghiệm 3). Độ mở càng lớn thì L
e
càng nhỏ tức tổn thất cục bộ càng nhỏ.
5. Đặc tuyến riêng của van tại các độ mở khác nhau :
• Đường đặc tuyến riêng của van nằm dưới đường 45
0
tức là van sử dụng là van cửa.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 22
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
• Độ mở của van ảnh hưởng nhiều đến tổn thất năng lượng của hệ thống, giản đồ cho thấy
ứng với cùng một trò số lưu lượng Q thì tổn thất áp suất qua van mở 1/4 là cao nhất và qua van
mở hoàn toàn là nhỏ nhất do đó để giảm tổn thất ta phải mở van hoàn toàn khi sử dụng.

• Do tổn thất năng lượng qua van nên áp suất ở đầu ra của van giảm. Điều này được ứng
dụng làm van tiết lưu thay đổi áp suất trong hệ thống dẫn khí .
6. Các nguyên nhân gây sai số :
• Sự rò ró của chất lỏng trên đường ống.
• Bơm hoạt động không đều (có thể do điện áp thay đổi)
• Đọc số trên thiềt bò đo không chính xác.
• Trong quá trình tính toán khi làm tròn số không chính xác.
• Tra các số liệu trên đồ thò không chính xác.
• Thao tác làm chưa đúng kỹ thuật.
• Mở van ở các lần khác nhau là khác nhau không chính xác.
• Độ mở van không chính xác như yêu cầu bài ra.
C. TRẢ LỜI CÂU HỎI LÝ THUYẾT.
câu 1: Mục đích bài thí nghiệm
khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệm trong một hệ thống ống dẫn có đường kính
khác nhau và có chứa lưu lượng kế màng chắn, venturi cùng các bộ phận nối ống như cút, van, chữ
T.
Câu 2: Các thông số cần đo và trình tự thí nghiệm.
Các thông số cần đo:
 Lưu lượng W (lít)
 Thời gian t (giây)
 P
m
(cmH
2
O), P
v
(cmH
2
O)
Trình tự thí nghiệm.

Thí nghiệm 1: trắc đònh lưu lượng kế màng chắn venturi
 Mở van 9 cho nước vào bình đến vạch tối đa
 Mở hoàn toàn hai van 4, 5 đóng hai van 6, 7.
 Cho bơm chạy và từ từ mở van 6 đồng thời mở cặp van V
3
.
 Đóng van 6 lại và so sánh mức chất lỏng trong các nhánh áp kế (của từng cặp áp kế)
xem có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta tiếp tục mở đóng van 6 và điều chỉnh các cặp
van V
1
, V
8
, và các van V
9
, V
10
cho đến khi bằng mới thôi. Nếu bằng nhau chúng ta tiến hành liền các
bước sau.
 Ta chọn lưu lượng trước tùy ý (ghi vào bảng thí nghiệm). Từ từ mở van 7 đến độ mở
tối đa, ứng với mỗi độ mở của van 7, với lưu lượng đã chọn ta đọc cột áp của venturi và màng chắn
trên bảng đo áp kế, và thời gian trên đồng hồ bấm giây. Khi nước trong bình gần hết, phải đóng van
7, mở van 6 và mở van 9 cho nước vào bình chứa. Lặp lại thí nghiệm 3 lần.
Thí nghiệm 2: thiết lập giản đồ f theo Re cho ống A, B, C, D.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 23
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
a) Cho ống A:
 Khóa van 7, mở van 6 và van 9 cho nước vào bình đến vạch tối đa.
 Mở cặp van V
4
, đóng cặp van V

3
. Đóng van 6, so sánh mức chất lỏng trong các nhánh
áp kế của từng cặp xem có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta tiếp tục mở đóng van 6 và
điều chỉnh các cặp van V
1
, V
8
, và các van V
9
, V
10
cho đến khi bằng mới thôi. Nếu bằng nhau chúng
ta tiến hành liền các bước sau.
 Dùng van 6 để đièu chỉnh liều lượng (tương tự như điều chỉnh van 7 trong thí nghiệm
1), ứng với mỗi độ mở của van 6 ta đọc độ giảm áp của màng và ống A ở độ dài l = 1.5m. lặp lại thí
nghiệm 3 lần
b) Cho ống B, C, D.
Thao tác tương tự đối với ống A, thay vì mở vaqn 4 thì lúc này ta mở van 3 hoặc van 2, van 1.
(lưu ý: khi mở một trong bốn van 1, 2, 3, 4 thì ba van còn lại sẽ phải dóng hoàn toàn).
Thí nghiệm 3: đònh chiều dài tương đương.
 Ta sử dụng van số 5. Đếm số vòng của van số 5, sau đó mở hoàn toàn van số 5.
 Mở van 4, 6 và cặp van V
2
. các van còn lại đóng.
 Đóng van 6, so sánh mức chất lỏng trong hai nhánh áp kế của từng cặp xem có bằng
nhau không. Nếu không bằng nhau thì ta phải điều chỉnh tương tự như các thí nghiệm trước cho đến
khi bằng nhau mới thôi. Nếu bằng nhau thì tiến hành liền các bước sau.
 Cũng sử dụng van 6 để điều chỉnh lưu lượng như các thí nghiệm trước, ứng với mỗi độ
mở của van 6 ta đọc độ giảm áp của màng và van.
 Xong thí nghiệm với độ mở hoàn toàn ta đóng van số 5về độ mở 3/4 , rồi tiếp tục đo

như trên.
 Tương tự lặp lại thí nghiệm với độ mở van 5 là ½ và ¼ .
 Tính l
td
của van số 5. Cho các độ mở khác nhau của van (dạng van phẳng hay còn gọi
là van chỉnh lưu) ta có các giá trò như trong bảng sau:
Độ mở Mở hoàn toàn ¾ ½ ¼
ξ
0.12 0.26 2.06 16.28
D (mm) 29 26.83 22.63 16.28
Câu 3: nêu các phương pháp làm giảm trợ lực trên đường ống dẫn. (II)
Trở lực trên đường ống dẫn có hai loại:
 Trở lực ma sát của chất lỏng trên thành ống
 Các trở lực cục bộ sinh ra khi có sự thay đổi hướng chuyển động của chất lỏng hay khi có sự
thay đổi hình dạng của ống dẫn.
Phương pháp làm giảm trợ lực:
Trên cơ sở của đònh luật niu-tơn lực ma sát nội của chất lỏng phụ thuộc vào độ nhớt và tốc
độ chuyển động của nó, có nghóa là lực ma sát là hàm số của chuẩn số rây nôn. Vậy để giảm trở lực
ta tăng vận tốc dòng chảy trong ống, giảm độ nhớt của lưu chất trong ống.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 24
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Trở lực ma sát của chất lỏng với thành ống dẫn càng lớn khi chiều dài của ống dẫn càng dài
và đường kính ống càng bé. Do đó ở dạng tổng quát hệ số trở lực ma sát của chất lỏng chuyển động
có thể biểu diễn bằng phương trình.
d
l
(Re)
ϕξ
=
Vì vậy để giảm trở lực ta giảm chiều dài ống dẫn, tăng đường kính ống dẫn, giảm sự thay đổi

đột ngột những chổ nối với các loại cút, van, và giảm sự làm thay đổi hướng chảy của lưu chất (giảm
các chỗ thu hẹp, chỗ mỡ rộng, uốn cong của ống dẫn, các khóa, van …). Chọn chế độ chảy thích hợp
trong ống dẫn chọn Re.
Công thức tính trỡ lực cục bộ trong trường hợp có cút, van, có sự thay đổi dòng chảy… như
sau:
td
td
cb
gD
Vl
fP
2
2
=∆
Re
64
=
λ

d
l
Re
64
=
ξ
nh hưởng của độ nhám của thành ống cũng làm tăng trở lực của đường ống do đó cần làm
giảm độ nhám của thành ống, cần chọn các loại ống có độ nhẵn để vận chuyển lưu chất.
Câu 4: Nêu các đặc điểm của áp suất thủy tónh:(I)
p suất thủy tónh tác dụng thẳng góc với diện tích chòu lực và hướng vào diện tích ấy.
Trò số áp suất thủy tónh tại một điểm bất kỳ không phụ thuộc vào hướng đặt của diện tích

chòu lực tại điểm này.
p suất thủy tónh tại một điểm bất kỳ là một đại lượng vô hướng p, chỉ phụ thuộc vào vò trí
của điểm đó, nghóa là trong hệ tọa độ vuông góc Oxyz thì:
P = f(x, y, z)
Câu 5: Hiện tượng xâm thực là gì? Nguyên nhân và tác hại của nó ra sao?
Hiện tượng xâm thực trong bơm là: tại một nơi nào đó trong thân bơm áp suất giảm đột ngột,
khi áp suất giảm thì chất lỏng bắt đầu bay hơi và tạo thành những túi gọi là túi khí hơi, những túi
này nó chuyển động hỗn loạn nhưng có xu hướng chuyển động ra phần võ của bơm, ra đến đó
chúng ngưng tụ lại và tạo thành những khoảng trống khiến cho chất lỏng các nơi khác dồn về với
vận tốc rất lớn, khiến cho bơm dễ bò vỡ. Nếu khối chất lỏng có tính ăn mòn kim loại thì sự cố càng
dể xảy ra với bơm đó.
Nguyên nhân và tác hại của nó:
Nguyên nhân: do giảm áp suất đột ngột trong bơm, do chọ chiều cao hút không phù hợp, vận
chuyển chất lỏng ở nhiệt độ cao mà không tạo ra áp lực thủy tónh.
Tác hại của nó là: làm cho hiệu suất và năng suất của bơm giảm đột ngột, sinh ra va đập, phá
hoại guồng và thân bơm.
Để khắc phục sự xâm thực người ta tiến hành ba phương pháp sau:
 Hạ tâm bơm xuống gần mặt thoáng hay là tâm bơm thấp hơn mặt thoáng càng tốt. Chọn
chiều coa hút phù hợp.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 25