chuong 4 tổn thất năng lượng của dòng chảy

3/25/2014
1
THỦY LỰC ỨNG DỤNG
Chương 3: ĐỘNG HỌC LƯU CHẤT (tt)
3.3. Ứng dụng phương trìnhbernoulli
3.3. Ứng dụng phương trìnhbernoulli
Theo PT liên tục thì:


1
f
2
f
2
v
1
v

2
1
21 1
2
f
D
vv v
f
d





3/25/2014
2
CHƯƠNG 4:TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG CỦA
DÒNG CHẢY
Có 2 loại trở lực:
-Trở lực do ma sát của chất lỏng lên thành ống, gọi tắt là trở lực ma
sát, ký hiệu h
ống
.
-Trở lực do chất lỏng thay đổi hướng chuyển động hoặc thay đổi vận
tốc do sự thay đổi hình dáng, tiết diện của ống như đột thu, đột mở,
chỗ cong, van… gọi là trở lực cục bộ, ký hiệu h
cb
:

Công thức chung của tổn thất năng lượng
1. Trở lực do ma sát chất lỏng lên thành ống


d
λξ


Trong đó:


- d: đường kính ống, m
- L: chiều dài ống, m
- ξ: hệ số trở lực
- λ: hệ số ma sát dọc→ phụ thuộc chế độ chảy (Re) và độ

nhám của ống ε
2. Cách xác định hệ sô ma sát dọc λ
́


2.1. Với dòng chảy tầng Re < 2300: không phụ thuộc ε
64
Re


 Với ống tiết diện tròn:

 Với ống tiết diện không phải hình tròn

Re
A


A: hệ số phụ thuộc vào dạng ống và đường kính ống

2. Cách xác định hệ sô dọc λ
́


2.2. Với dòng chảy quá độ 2300<Re < 4000:

0.25
0.3164
Re



3/25/2014
3
2.3. Dòng chảy rối (tt)
Từ hình (H4.5) ta thấy vận tốc các lớp có sự sai biệt ít và cách
đều nhau, do đó: Hệ số hiệu chỉnh  = 1 và hệ số ma sát Darcy
)
d
(Re,f


2.3.1. Độ nhám của ống ảnh hưởng lên dòng chảy
Ta gọi độ gồ ghề khi đúc ống là , lớp mỏng lưu chất phủ lên
độ gồ ghề là 
• Nếu lớp  >  gọi là thành trơn thủy lực, gọi tắt là thành
trơn
• Nếu lớp  <  gọi là thành nhám thủy lực, gọi tắt là thành
nhám
2.3.2. Giản đồ Moody 3. Một số dạng tổn thất cục bộ đường ống thường gặp
 Dòng chảy co hẹp đột ngột – Đột thu









1

2
15,0
A
A

 Dòng chảy mở rộng đột ngột – Đột mở
2
1
2
1









A
A

3/25/2014
4
3. Một số dạng tổn thất cục bộ đường ống thường gặp (tt)
 Dòng chảy uốn ống, góc 
 Trở lực theo độ đóng mở của van chặn dòng lưu lượng
4. Tính toán ống dẫn
Đường ống dẫn gồm các dạng chủ yếu sau đây
4.1. Đường ống song song

4.2. Đường ống nối tiếp
4. Tính toán ống dẫn (tt)
4.3. Đường ống rẽ nhánh
4.4. Hệ thống xối tưới
4. BÀI TẬP
Bài 1. Tính hệ số ma sát  biết điều kiện sau:
Q = 6 ℓ/s, d = 100mm,  = 750 kg/m
3
,  = 0,26 P
3/25/2014
5
4. BÀI TẬP
Bài 2: Tính hệ số ma sát  biết điều kiện sau:
v = 0,3 m/s, d = 75mm,

= 0,2 St
Bài giải
4. BÀI TẬP
Bài giải
Bài 3: tính hệ số ma sát λ biết điều kiện sau: Q= 10 l/s, d = 100
mm, ρ = 1000kg/m
3
; μ = 1 cP ; d/ε = 100
4. BÀI TẬP
Bài 4. Tính trở lực đoạn ống như hình vẽ sau đây,
biết  = 0,03; v
2
= 1 m/s; d
2
= 100mm; d

1
= 200mm;
g = 10 m/s
2
; l
qc
= 8m, ξ
1
=ξ
4
=1.26
4. BÀI TẬP
Bài 5. Tính trở lực của đoạn ống dẫn dầu ℓ = 200m, đường kính ống d =
75mm, vận tốc dầu trong ống v = 0,3 m/s, độ nhớt động học  = 0,2 St, dầu
có tỉ trọng 0,75. Kết quả tính quy ra đơn vị N/m
2
, bỏ qua trở lực cục bộ.
Bài giải
3/25/2014
6
4. BÀI TẬP
Bài 6. nước chảy trong ống nằm ngang đường kính 15cm, áp suất 4,2
kg/cm
2
. giả sử không có tổn thất; tìm lưu lượng nếu áp suất một nơi có
đường kính co hẹp là 7,5cm là 1,4 kg/cm
2
.
Bài giải
4. BÀI TẬP

Bài giải