THÍ NGHIỆM CƠ LƯU CHẤT ppt

1


Giảng Viên :
Giảng Viên :
NCS. Ngô Tấn Dược
NCS. Ngô Tấn Dược
ThS. Tr n Minh Tùngầ
ThS. Tr n Minh Tùngầ
2
a) Quan sát và đo số Reynold ở hai trạng thái chảy
tầng và chảy rối.
b) So sánh và nhận xét số R
e
giữa thực nghiệm và lý
thuyết
3
Dòng chảy của lưu chất được đặt trưng bằng các đường
dòng, đường dòng là đường cong mà tiếp tuyến với nó tại
một thời điểm đã cho là vector tốc độ.
Khi dòng chảy thực hiện mà các đường dòng trong đó
chuyển động song song với nhau thì trạng thái chảy được
gọi là “chảy tầng”
Khi dòng chảy thực hiện mà các đường dòng trong đó
chuyển động không song song với nhau (hổn độn) thì trạng
thái chảy được gọi là “chảy rối”
Hiện tượng chảy của lưu chất thay đổi phụ thuộc vào
tốc độ dòng chảy được phân biệt bằng chế độ chảy (T.t.Chảy)
4
Chế độ chảy được đánh giá bằng đại lượng không
thứ nguyên, gọi là chuẩn số đồng dạng reynold và được

ký hiệu là Re
R
e
= Vdρ /µ = Vd/ζ


Trong đó:
Trong đó:


V
V: Vận tốc trung bình của dòng chảy (cm/s).

d
d: đường kính ống (cm) (d=1,5)


ρ
ρ
: khối lượng riêng của môi trường lưu chất (g/cm
: khối lượng riêng của môi trường lưu chất (g/cm
3
3
)
)


µ
µ
: độ nhớt tuyệt đối của lưu chất (Pas)

: độ nhớt tuyệt đối của lưu chất (Pas)


ζ
ζ
: độ nhớt tương đối (cm
: độ nhớt tương đối (cm
2
2
/s) fụ thuộc vào t
/s) fụ thuộc vào t
o
o
(trang bảng)
(trang bảng)
V = Q/S
5
Hinh vẽ
Hinh vẽ
6
a) Quan sát và xác đònh đường áp (Z+P/γ ).
b) Vẽ đường năng và đường áp.
c) So sánh & nhận xét giữa thực nghiệm & lý thuyết
Phương trình becnuli là phương trình cân bằng năng
lượng của dòng chảy lưu chất, được biểu diễn như sau
7

PHƯƠNG TRÌNH BECNULI

(z + p/
(z + p/
ρ
ρ
g)
g)
là độ cao pizômet hay còn gọi là cột áp
là độ cao pizômet hay còn gọi là cột áp
tónh, đường biểu diễn sự thay đổi của đại lượng này
tónh, đường biểu diễn sự thay đổi của đại lượng này
theo phương của dòng chảy gọi là đường áp.
theo phương của dòng chảy gọi là đường áp.
γ
=
ρ
g là trọng lượng riêng của lưu chất. Đối với lưu
chất không nén ép & trong điều kiện đẳng nhiệt thì
ρ
1
=ρ
2
= ρ và γ
1
= γ
2
= γ = ρ g.
năng lượng lưu
chất tại td 1-1
năng lượng lưu
chất tại td 2-2

Tổng năng lượng tổn
thất từ 1-1 đến 2-2
= +
21
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
22
−
+++=++
w
h
g
v
g
p
z
g
v
g
p
z
ρρ

8
v
2
/2g

là cột áp vận tốc hay còn gọi là cột áp động.


h
w1-2

Tổn thất năng lượng từ mặt cắt 1-1 đến 2-2


(z + p/
ρ
g + v
2
/2g)

là năng lượng toàn phần của
dòng chảy hay độ cao năng lượng, đường biểu diễn
sự thay đổi của đại lượng này gọi là đường năng.

Chú ý
Chú ý Phương trình bảo toàn năng lượng chính xác
của dòng chảy là phương trình Navie-Stốc còn phương
trình bảo toàn năng lượng được ứng dụng tính toán là
phương trình Becnuli
9

21
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
22
−
+++=++
w
h
g
v
g
p
z
g
v
g
p
z
ρρ
d
7
= d

8
= d
10
= d
11
= 1,5 cm.
d
9
= 0,75 cm vaø z – chieàu cao vò trí
10
Laàn
ño
Vò
trí
Nhieät ñoä
nöôùc (
o
C)
ν
h
0
(cm)
h
1
(cm)
h
(cm)
Q
(cm
3

/s)
d
(cm)
Re
z+p/
γ
(cm)
1
7
8
9
10
11
2
7
8
9
10
11
11
11
10
9
8
7
Laàn 2Laàn 1Laàn 2Laàn 1Laàn 2Laàn 1Laàn 2Laàn 1Laàn 2Laàn 1
z+p/γ +v
2
/2g
(cm)

v
2
/2g
(cm)
v
(cm/s)
Q
(cm
3
/s)
z+ρ /γ
(cm)
Vò
trí
12
Bieåu ñoà
Bieåu ñoà
13
Tổn thất năng lượng
Tổn thất năng lượng
của dòng chảy
của dòng chảy
14
a) Xác đònh hệ số ma sát λ .
b) Khảo sát hiện tượng mất năng dọc đường của
dòng chảy trên một đọan đường ống tròn lập bảng
rồi so sánh và nhận xét kết quả đo được giữa thực
nghiệm và lý thuyết
15
Dòng chảy của lưu chất trong ống dẫn do có ma

sát nhớt nên gây ra tổn thất năng lượng và tổn thất
này bò chuyển hóa thành nhiệt năng không thể lấy
lại được. Do đó tổn thất này được gọi là tổn thất ma
sát (hoặc tổn thất theo chiều dài).
Tổn thất ma sát là một số hạng trong phương trình
Becnuli biểu diễn trên đọan ống giữa 2 mặt cắt 1-1
và 2-2.
)
2
()
2
(
2
2
2
2
2
2
1
1
1
121
g
v
g
p
z
g
v
g

p
zh
++−++=
−
ρρ
16
h
h
d
d
=
=
λ
λ
LV
LV
2
2
/2dg
/2dg (Darcy )
λ - hệ số ma sát.
l- chiều dài đọan ống từ 1-1đến 2-2. (L=85cm)
d- đường kính trong của ống dẫn (d=1,5cm)
v – vận tốc trung bình của dòng chảy trong ống.
17
Hệ số λ phụ thuộc vào chế độ chảy của nước trong
ống, trong vùng chảy rối nó còn phụ thuộc vào độ
nhám của bề mặt ống dẫn.
Trong vùng chảy tầng (Re < 2300) thì λ = 64/Re
Trong vùng chảy rối (Re = 4000 ÷ 100000) thì :

λ
= 0,3164/(Re)
0,25
Trong vùng chảy rối (Chính xác Re > 5000 ) thì :
8,0)log(Re2
1
−=
λ
λ
18
2
1
∆ H
(cm)
H
2
(cm)
H
1
(cm)
Re
V
(cm/s)
d
(cm)
Q
(cm
3
/s)
t

(
o
C)
Laàn
ño
19
2
1
Theo
Prantl
Theo
Darcy
λ
∆ H
(cm)
Re
d
(cm)
V
cm/s
Q
(cm
3
/s)
Laàn
ño
20
a) Xác đònh hệ số sức cản cục bộ ξ cho thiết diện mở
rộng và thu hẹp cục bộ.
b) So sánh và nhận xét kết quả đo được giữa thực

nghiệm và lý thuyết
Khi dòng chảy thay đổi về phương và trò số tốc độ
thì gay ra tổn thất năng lượng, người ta gọi là tổn thất
cục bộ.
21
Tổn thất cục bộ thường đươc tính theo C.thức Veysbak
g
v
h
cb
2
2
ξ
=
v : tốc độ trung bình của dòng
chảy
trước trở lực cục bộ
ξ - hệ số trở lực cục bộ.
H
t
+ v
2
/2g – áp lực trước trở lực.
H
s
+ v
2
/2g – áp lực sau trở lực.

)

2
()
2
(
22
g
v
H
g
v
Hh
s
s
t
tcb
+−+=
22
v
v
t
t
– vận tốc trước trở lực.
– vận tốc trước trở lực.
v
v
s
s
– vận tốc sau trở lực.
– vận tốc sau trở lực.
Khi dòng chảy mở rộng đột ngột thì ta có:

Khi dòng chảy mở rộng đột ngột thì ta có:
Và hệ số trở lực:
)
2
()
2
(
2
4
4
2
3
3
g
v
H
g
v
Hh
mr
+−+=
2
3
2
v
gh
mr
=
ξ
Với biến đổi toán học ta có : ξ = (1-S

3
/S
4
)
2
.
S
3
, S
4
– tiết diện trước và sau mở rộng đột ngột.
23
Khi dòng chảy co hẹp đột ngột thì ta có:
Khi dòng chảy co hẹp đột ngột thì ta có:
Và hệ số trở lực:
)
2
()
2
(
2
6
6
2
5
5
g
v
H
g

v
Hh
ch
+−+=
2
5
2
v
gh
ch
=
ξ
Với biến đổi toán học ta có : ξ = (1-S
5
/S
6
)
2
.
S
5
, S
6
– tiết diện trước và sau thu hẹp đột ngột.
24
Đo lưu lượng và vận tốc trung bình của dòng chảy
2
1
∆ H
(cm)

H
4
(cm)
H
3
(cm)
Re
v
(cm/s)
d
(cm)
Q
(cm
3
/s)
t
(
o
C)
Lần
đo
25
2
1
H
(cm)
H
4
(cm)
H

3
(cm)
Re
v
(cm/s)
d
(cm)
Q
(cm
3
/s)
t
(
o
C)
Lan
ủo
2
1
Co heùpMụỷ
roọng

Re
d
(cm)
V
cm/s
Q
Lan
ủo