THÍ NGHIỆM cơ học THỦY lực

Trường ĐH BRVT – Khoa hóa học & CNTP
Môn : Thí nghiệm QTTB
GVHD: Th.s Nguyễn Quốc Hải
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Bài 1: THÍ NGHIỆM CƠ HỌC THỦY LỰC
I. Thí nghiệm REYNOLDS
1. Hóa chất
- Thuốc tím
2. Dụng cụ
- Ống đong 1000 ml
- Thước đo
- Đồng hồ bấm thời gian
3. Cách tiến hành
a. Thí nghiệm Reynolds đối với ống thẳng
 Lưu lượng tăng dần
- Mở khóa cho lưu lượng nước tăng dần đến khi dòng chảy ổn định, dùng ống
đong 1000ml để đo lưu lượng của dòng chảy. Đo thời gian nước chảy đầy trong
ống đong 1000ml, tiến hành 3 lần đo với cùng 1 mức lưu lượng dòng chảy. để
lưu lượng dòng chảy ổn định thì mực nước trên bể phải không có sự thay đổi
- Tiến hành với 3 trạng thái: chảy tầng, chảy quá độ, chảy rối.
 Lưu lượng giảm dần
- Giảm dần lưu lượng và quan sát trạng thái dòng chảy xác định chuẩn số Re tại
3 trạng thái: chảy rối. chảy quá độ chảy tầng.
*Kết quả thí nghiệm
 Lưu lượng tăng dần .V =1000ml => V=1/1000m
3
Chảy tầng Chảy quá độ Chảy rối
Thể tích V(m
3
) 1/1000 1/1000 1/1000
Thời gian đo t

1
(s) 400 91 64
Thời gian đo t
2
(s) 395 93 60
Thời gian đo t
3
(s) 410 92 62
Thời gian trung bình t
tb
(s) 401,6 92 62
Lưu lượng dòng chảy Q(m
3
/s) 2,49.10
-6
10,869.10
-6
16,129.10
-6
Vận tốc dòng chảy w (m/s) 7,193.10
-3
31,398.10
-3
46,591.10
-3
Tiết diện ống S (m
2
) 0.000346 0.000346 0.000346
Tính Re 1886,5 8234,8 12219,5
 Lưu lượng giảm dần

Chảy rối Chảy quá độ Chảy tầng
Thể tích V(m
3
) V=1/1000 V=1/1000 V=1/1000
Thời gian đo t
1
(s) 65 99 325
Thời gian đo t
2
(s) 68 102 335
Thời gian đo t
3
(s) 67 101 340
Thời gian trung bình t
tb
(s) 66,7 100,7 333,3
Lưu lượng dòng chảy Q(m
3
/s) 14,993.10
-6
9,931.10
-6
3,000.10
-6
Vận tốc dòng chảy w (m/s) 43,308.10
-3
28,686.10
-3
8,667.10
-3

Tiết diện ống S (m
2
) 0.000346 0.000346 0.000346
Tính Re 11358,4 7523,5 2273,1
Ta có:
Thời gian trung bình t
tb
=

3
t
321
tt ++
(s),
Lưu lượng dòng chảy Q

=

tb
t
V
Vận tốc chảy lỏng (m/s)
Tiết diện ống (m
2
)
với d đường kính của ống =21 mm
v độ nhớt động học
µ độ nhớt động lực học ( 30
0
c= 0,8007.10

-3
)
b.Dòng chảy trong đường ống gấp khúc
Mở van và điều chỉnh lưu lượng sao cho trước đoạn ống gấp khúc là trạng thái
chảy tầng
Hiện tường sau đoạn gấp khúc : điều chỉnh sao cho trước gấp khúc là chảy tầng
sau gấp khúc cũng là chảy tầng , tuy nhiên chỉ cần ta điều chỉnh lưu lượng nhanh lên
thì trước gấp khúc là chảy tầng sau gấp khúc là chảy quá độ
c . Dòng chảy trong ống có đường kính khác nhau
Ta cũng tiến hành tương tụ phần b.
Hiện tượng khi điền chỉnh lưu lượng nước đoạn đầu tiên chảy tầng sau khi qua ống có
đường kinh bé hơn sẽ là chảy quá độ. Vì tiết diện của ống giảm làm tăng vận tôc
dòng chảy => ảnh hưởng đến thông số Re
 Nhận xét : giá trị Re đo được trong thí nghiệm so với giá trị Re lý thuyết cũng
có sự chênh lệch. Tuy nhiên vẫn thỏa mãn điều kiện
Re chảy tầng Re < 2300
Re chảy quá độ 2300 < Re < 10000
Re chảy rối Re > 10000
II . Thí nghiệm dòng chảy qua lỗ
1. Mục đích
Xác định lượng chất lỏng chảy trong một thời gian nhất định
2. Dụng cụ
- Thước đo
- Động hồ bấm dây
3.Tiến hành thí nghiệm
a . Sự chảy qua lỗ khi múc chất lỏng ổn định
 Cách tiến hành
- Bơm nước vào hệ thống , xác định chiều cao của cột nước ở mức ổn định (H)
- Xác định đường kính lỗ dòng chảy qua (D)
- Dùng ống đong và đồng bấm dây xác định (V) và thời gian (T). Tiến hành 3

lần
 Kết quả
STT V(ml) T (s)
1 1000 10
2 1000 9
3 1000 9
Trung bình V
tb
=1000 T
tb
=9,3
- Xác định lưu lượng dòng chảy
Q

=

=
tb
T
tb
V
1.10^
-3
/9,3= 1,075 .10^
-4
(m
3
/s)
Diện tích lỗ Với D=0,7cm
S =3,847.10^

-5
(m
2
)
- Vận tốc dòng chảy qua lỗ theo thực nghiệm :
w = Q/s = 2,8(m/s)
• Vận tốc dòng chảy theo lý thuyết
w
1
= Với H= 51 cm= 0,51 m –chiều cao của mực nước
g = 9,8 m/s
2
gia tốc trọng trường
w
1
=3,16 ( m/s)
Nhận xét : W< W1 Do quá trình làm thí nghiệm có sự sai số , ảnh hưởng của lưu
lượng nước , thời gian….
b.Sự chảy qua lỗ khi mức chất lỏng thay đổi
 Cách tiền hành
- Xác dịnh thời gian mức chất lỏng chảy từ mức H đến H
1
dùng đồng hồ bấm
bấm giây theo dõi mức chất lỏng và tiến hành trong 3 lần
 Kết quả
t
1
=69 (s), t
2
= 69( s), t

3
= 69 (s), a =0,183m cạnh của hình chứa chất lỏng
=> T
tb
=

69
3
t
321
=
++ tt
(s)
- Theo lý thuyết vi phân biểu diễn quá trình chảy :
-S
0
Dh = S .wdT 

dT=

ws
dH
.
.S-
0

w =
S =3,847.10^
-5
(m

2
), S
0
= a
2
= (0,183)^
2
=0,033 (m
2
)
Thời gian cần thiết chảy chất lỏng hết độ cao H
T=
Thời gian để chất lỏng chảy từ H- H
1
là
T61(s)
Nhận xét:
T< T
tb
Vì quá trình tiến hành thí nghiệm có sự sai số thiết bị và sai số do đo
và tính toán.
c.Tính chiều xa của nước
 Cách tiến hành
Tương tự thí nghiệm a ta để cột nước ở mức ổn định rồi đo chiều xa của
nước đi qua 10 điểm dựa vào các đường tiếp tuyến
 Kết quả
Điểm
1
Điểm
2

Điểm
3
Điểm
4
Điểm
5
Điểm
6
Điểm
7
Điểm
8
Điểm
9
Điểm
10
1 cm 2,5cm 3,5cm 5,5cm 8cm 11cm 14cm 18cm 22cm 25,5cm
Khoảng cách từ điểm 0 – x
1
= 8 cm, x
1
-

x
2
=6 cm tương tự x
2
- x
3,
…x

9
- x
10
mỗi
khoảng cách nhau 0,6cm
Vẽ đồ thị
- Vận tốc dòng nước trước khi ra khỏi lỗ W
0
,bỏ qua sức cản không khí.quãng
đường theo phương 0x là: x = w
0
.T
- Quãng đường theo phương 0y : y =
- Dòng nước có vạch ra có dạng parapol =423,8
Vậy chiều xa của dòng nước tính theo chiều cao y là
x = = 29,38
III. Trả lời câu hỏi
1. Ảnh hưởng của mực chất lỏng:
- Nếu mực chất lỏng cao thì áp suất đẩy dòng chảy qua ống dẫn lớn => làm tăng
vận tốc dòng chảy => Re tăng, và ngược lại.
- Vì vậy để ít sai số trong quá trình thí nghiệm, chúng ta cần dữ mực chất lỏng
ổn định.
2. Các sai số có thể mắc phải trong thí nghiệm Re
- Sai số do bấm thời gian đo
- Sai số do điều chỉnh lưu lượng dòng chảy
- Sai số khi đo thể tích
3. Sai số có thể mắc phải trong thí nghiệm dòng chảy qua lỗ
- Chiều cao mực chất lỏng
- Đo thời gian
Nhóm 1: Phạm Thị Ninh_ DH11H2

Chu Anh Dũng_ DH11H2
Nguyễn Tấn Thành_ DH11H1
Lê Thành Long_ DH11H1