Bài giảng Thủy khí: Chương 3 TS. Phan Thị Tuyết Mai

11/17/2014

Chương 3

THỦY KHÍ

ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT

Giảng viên: TS. Phan Thị Tuyết Mai
Bộ môn: Công nghệ Hóa học – Khoa Hóa học
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN
ĐT: 0976 898 472
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

NỘI DUNG CHƯƠNG 3
Phần 1: Động học chất lỏng

Phần 1: ĐỘNG HỌC CHẤT LỎNG
1. Phương pháp nghiên cứu
2. Các đặc trưng động học

Phần 2: Động lực học chất lỏng
3. Một số định lý cơ bản của động học chất lỏng
4. Phương trình liên tục

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

1

11/17/2014

2. Các đặc trưng động học
1. Phương pháp nghiên cứu


a. Phân loại chuyển động


Chuyển động không ổn định:



Chuyển động ổn định:


0
t

0
t

Phương pháp Lagrange:
Xác định được quĩ đạo chuyển động của phần tử lưu chất




Phương pháp Ơle:



Chuyển động đều:
Chuyển động không đều:

Xác định được dòng của các phần tử lưu chất

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS



Dòng chảy có áp (cưỡng bức): không có mặt thoáng



Dòng chảy không áp (tự do): có mặt thoáng
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Quỹ đạo chuyển động

b. Mô tả dòng chảy lưu chất


VA (t)

y


dx

 Quĩ đạo chuyển động
động,,


V A (t  dt )

 
x  x A (t  dt )

dr

 Đường dòng
dòng,,

z

x

 Chuỗi dòng
t

x  x0   vd t
t0

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS



dx

VA  A
dt

dx  ux dt
dr dx dy dz
dy  u y dt, or



 dt
u uz
u y uz
dz  uz dt

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

2


11/17/2014

Đường dòng
Tính chất của đường dòng
 
V ( x, t )

y


x


dx

z

  
V ( x  dx, t)

 
x  dx

x

Đường dòng không cắt nhau

 
V  Vt

 
Vn  0

  

V  Vt  Vn  Vt

  
dx // V ( x , t )



  
dx  V ( x , t )  0

dr dx dy dz



 d 
u
ux u y uz
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Tại mỗi điểm trong không gian, ở mỗi thời điểm chỉ có một đường dòng đi qua

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ống dòng, dòng nguyên tố, dòng chảy
Hình ảnh đường dòng, mặt dòng và ống dòng của dòng khí
xung quanh ô tô và cánh máy bay đang chuyển động


Ống dòng:

Các đường dòng tựa lên một vòng kín vô cùng nhỏ
ta được một ống dòng. Chất lỏng chảy đầy trong ống dòng gọi là
dòng nguyên tố. Chất lỏng không thể xuyên qua ống dòng.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

3


11/17/2014

Chuỗi dòng
Một số hình ảnh về chuỗi dòng
Điểm A đi qua điểm P tại thời điểm t-tA
Điểm B: t-tB
Điểm A: t-tC
Điểm A: t-tD

Sự phun thuốc nhuộm

dx
P


x A (t  dt A )


xD (t )


x B (t  dt B )


xC (t )


xB (t )


x A (t )


xC (t  dtC )

xD (t  dt D )

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Sự trùng hợp của quĩ đạo, đường dòng, chuỗi dòng

c. Các yếu tố thủy lực


Mặt cắt ướt S(m2): Là mặt cắt của dòng chảy, vuông góc với các đường
dòng, có diện tích

S   ds

Chuyển động ổn định

s

dS là mặt cắt ngang của dòng nguyên tố

Quĩ đạo, đường dòng, dòng chuỗi là trùng nhau



Chu vi ướt X (m): Là phần chu vi của mặt cắt ướt mà trên đó lưu chất tiếp
xúc với thành rắn

Chuyển động không ổn định



rtl 

Bán kính thủy lực (m):

S
X

Đối với ống trụ tròn, đường kính d, chất lỏng choán đầy ống

πd 2
d
rtl  4 
πd
4

Quĩ đạo, đường dòng, dòng chuỗi là không trùng nhau



Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Đường kính thủy lực (m): d tl  4 rtl

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

4


11/17/2014

Sự phân bố vận tốc





3. Định lý cơ bản của động học lưu chất
- Định lý về sự biến dạng của phân tố chất lỏng

Lưu lượng thể tích (m3/s):

dV=V.dt.dS.cosθ = (V.n).dS = Un.dS.dt

dQ 

Một số dạng chuyển động của lưu chất
(a) Chuyển động tịnh tiến
(b) Chuyển động quay

(c) Biến dạng dài
(d) Biến dạng góc

dV
 U n .dS
dt

Q   dQ   u n .dS
S




v  v 0  Ω.r  u bd

S

 u.dS
Vận tốc trung bình (m/s): v tb  Q  S
S
S
.
Lưu lượng khối (kg/s): m  ρ.Q  ρ.u.S
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

4. Phương trình liên tục
Phương trình liên tục đối với dòng nguyên tố

dm
0
dt
Phương trình liên tục dạng tổng quát
quát::

ρ  ρu x 


t
x

 ρu y 
y



z
C

 ρ u z 
0
z

B
dz

Dòng ổn định
định::

 ρu x   ρu y   ρ u z 


0
x
y
z

Viết phương trình bảo toàn khối lượng đối với dòng chảy ổn định qua ống dòng
với dòng vào và dòng ra theo một chiều
G
F

H
D ux
A dx
E dy
y

ux 

u x
dx
x

Dòng ổn định
định::

 (ρ S v )
i i

.

 (m )

i vào

i

O

i vào

i

x

  (ρiSi v i ) ra
i

.

  ( mi ) ra
i

.

m  ρ1S1v1  ρ 2S2 v 2

Dòng ổn định
định,, không nén

nén::

u x u y u z


0
x
y
z

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Dòng ổn định
định,, không nén
nén::

Q  S1v1  S2 v 2  const

v2 

S1
v1
S2

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

5


11/17/2014

Ví dụ 1
Ví dụ 2
200C

Nước ở
chảy ổn định qua ống với lưu lượng 40 kg/s như hình bên. Giả
sử dòng không nén.
Nếu D1 = 18 cm, D2 = 5cm.
Tính vtb = ? (m/s)
a) Tại thiết diện 1
b) Tại thiết diện 2

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Nước ở 200C chảy ổn định qua thùng kín như hình bên.
Giả sử dòng không nén.
Tại cửa 1: D1 = 6cm, Q1 = 100 m3/h
Tại cửa 2: D2 = 5cm, vtb2 = 8 m/s
Nếu D3 = 4 cm thì:
a) Q3 = ? m3/h
b) vtb3 = ? m/s

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 4

Ví dụ 3
Nước ở 200C đang được rót vào trong một thùng hở như hình bên. Giả sử
dòng không nén.

a) Viết biểu thức biểu diễn sự biến đổi độ cao mức nước
dh
Với Q1, Q2, Q3 bất kỳ, đường kính thùng d bất kỳ.

Nước không nén, chảy ổn định ở 200C được bơm vào thùng chứa qua hai cửa
vào 1 và 2. Không khí được giữ ở đỉnh thùng.
a) Hãy lập biểu thức tính thay đổi chiều cao mức nước trong thùng: dh/dt
b) Tính dh/dt nếu D1 = 2,5 cm, D2 = 7,5 cm, v1 = 1m/s, v2 = 2 m/s, d = 2m

dt

a) Nếu h = const, tính vận tốc tháo nước v2 = ?
Biết v1 = 3m/s, Q3 = 0,01 m3/s

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

6


11/17/2014

Ví dụ 5

Ví dụ 6

Một thùng thiết diện S chứa nước muối biển có độ mặn C và khối lượng
riêng ρ. Một dòng nước có độ mặn C1 được dẫn vào thùng ở cửa 1 và
dòng ra ở cửa 2. Xác định tốc độ thay đổi khối lượng muối trong thùng

dm muôi
dt

=?
Dòng nước vào
Dòng nước ra

ρ1, v1, S1

Một phòng chứa bụi với nồng độ đồng nhất C, khối lượng riêng ρbui
Được làm sạch bằng cách đưa khí sạch vào phòng. Viết biểu thức thể hiện
tốc độ thay đổi khối lượng bụi trong phòng?

dmbui
dt

=?

ρ2, v2, S2
ρ1, v1, S1

ρ2, v2, S2

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Phương trình động lượng – Định lí Ơle 1
Phần 2

ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG

d(m. v )
  F  Fm  Fk
dt
F: Ngoại lực tác dụng lên khối chất lỏng

Nghiên cứu các quy luật chuyển động của chất lỏng dưới tác dụng của lực và
những ứng dụng của nó.

 Phương trình động lượng – Phương trình Ơle 1
 Phương trình momen động lượng


F m

 Phương trình bảo toàn năng lượng – Phương trình Becnuli


2

.v 2  m1 .v1






m  m1  m2  const




m .v 2  m .v1   F
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

ρ.Q.v 2  ρ.Qv1   F

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

7


11/17/2014

Ứng dụng của phương trình động lượng –
Định lí Ơle 1

Ví dụ 7
Một luồng chất lỏng phun vào vật cố định với vận tốc không đổi, như hình vẽ.
Giả thiết dòng ổn định, áp suất khí quyển mọi chỗ đều bằng pa, bỏ qua ma sát.
a) Tìm các lực thành phần Fx, Fy
b) Tìm biểu thức liên hệ giữa lực F và góc θ.

 Tính lực đẩy của động cơ phản lực hoặc của một tên lửa
 Tính lực tác dụng lên các cánh tuabin, cánh quạt, bơm…
 Nghiên cứu hiện tượng va đập thủy lực trong đường dẫn có áp

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 7


F  m


Ví dụ 8
Một luồng chất lỏng với vận tốc v0 đập vào vật chắn cố định đang chuyển
động sang phải với vận tốc v như hình vẽ.
Tìm lực cần thiết giữ vật chắn để nó chuyển động với vận tốc v không đổi.
Biết ρn =1000 kg/m3, S0 = 3 cm2, vận tốc v0 = 20 m/s, v =15 m/s.


2

.v 2  m1 v1





m1  m2  m  ρ.S.v2

v1  v 2  v


Fx  m .v.(1 - cosθo


Fy  m .v.sinθ




F  (Fx  Fy )1/2  m .v.[sin 2θ  (cosθ  1)2 ]1/2  2 m .v.sin
F


m .v

 2.sin

θ
2

θ
2

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

8


11/17/2014

Ví dụ 8



Vật chắn là mặt phẳng vuông góc với luồng lưu chất



Công suất của luồng lỏng cung cấp cho vật chắn di động là:

m ra  m vào

N = Fx.v = ρ.Q.(v0- v).v

ρ1.S1 .v1  ρ 2 .S2 .v 2  ρ 0 .S0 .(v 0  v)

ρ1  ρ 2  ρ 0 S1  S2  1 S0
2

Công suất cực đại mà luồng lỏng cung cấp cho vật chắn di động khi:

v1  v 2  2.(v 0  v)

v1  v 2  (v 0  v)  20 - 15  5 m/s

F

x





 m1 .v1x  m 2 .v 2x  m0 .v 0x



1 
1
m1  m2  . m 0  .ρ 0 .S0 .(v 0  v)
2
2

F

F

y

N max  ρ.Q



v1x  v2x  0

  m 0 .v 0x   ρ 0 .S 0 .(v




dN
 ρ.Q.(v 0  2v)  0

dv

v

v0
2

Công suất vốn có của luồng lỏng:


x

v 0x  (v 0  v)  5 m/s

v 20 1
v2
 . .Q. 0
4 2
2.g

0

 v) 2   7 ,5 N

N 0  ρ.Q



 m1 .v1y  m 2 .v 2y  m j .v jy  0

v 02
v2
 γ.Q. 0
2
2.g

Khi vật chắn phẳng đặt thẳng góc và di chuyển theo chiều dòng chất lỏng thì ta
chỉ lợi dụng được tối đa là nửa công suất vốn có của bẳn thân luồng
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 9
Một vòi phun nước đập vào tấm phẳng như hình. Bỏ qua lực hấp dẫn và masat.
a) Tính lực F cần giữ cho tấm phẳng cố định?
b) Tính công suất vòi nước cung cấp cho tấm chắn ?

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 10
Một vật được giữ cân bằng bởi một vòi phun nước chảy ổn định như hình vẽ
Tính v0 của dòng nước nếu tổng trọng lượng hệ là 700N. ρn = 1000 kg/m3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

9


11/17/2014

Vật chắn là mặt cong đối xứng với luồng lưu chất
Fx.= ρ.Q.(v0 - v).(1-cosθ)

θ=

1800

Fx.= 2ρ.Q.(v0 - v)

Ví dụ 11
Một vòi phun nước đổi chiều như hình vẽ.
Tính giá v0max nếu giá trị cực đại của lực giữ tấm chắn là F0.

Công suất của luồng cung cấp cho vật chắn:

N = Fx.v = 2ρ.Q.(v0 - v).v
Công suất cực đại mà luồng lỏng cung cấp cho vật chắn:

N max  ρ.Q

v 20
v2
 γ.Q. 0
2
2.g

dN
 ρ.Q.(v0  2v)  0
dv

v

v0
2

Khi vật chắn có dạng cong đối xứng di chuyển theo chiều dòng luồng thì có thể
sử dụng toàn bộ công suất của luồng lỏng
Hình dạng của cánh tuabin xung kích “kiểu gáo” ngày nay.
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 11
Một vòi phun nước vận tốc v, tiết diện S đập vào một cái gầu gắn trên bánh đà
của tuabin đang quay với vận tốc góc ω như hình vẽ.
Tính công suất cực đại mà dòng nước cung cấp cho bánh đà ?
Biết lưu lượng dòng Q = 0,1 m3/s, đường kính ống D = 5 cm, ρn = 1000 kg/m3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

10


11/17/2014

Phương trình momen động lượng – Định lí Ơle 2
Công suất của tuabin quay

d L0
  M0
dt
M0 là momen ngoại lực

N = M0.ω
Vận tốc theo: ve = r.ω

d L0  (m. v.r) 2  (m. v.r)1

N = η.M0.ω

dL 0  (  2 .S2 .v 2 .dt.v 2 .r2 .cos 2 )  ( 1 .S1 .v1.dt.v 1 .r1.cos 1 )

dL0   .Q.(v 2 .r2 .cos 2  v1.r1.cos1 ).dt

η <1: Hiệu suất chung của tuabin

Momen lực do dòng lỏng gây ra

M 0  ρ.Q.(v 2 .r2 .cosα 2  v1.r1.cosα1 )
Định luật bảo toàn momen động lượng:

M0 = 0

L0 = const

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 13

m3/s

Nước với lưu lượng 0,08
chảy qua đoạn ống uốn đường kính d =
4 cm như hình.
a) Tính tổng momen ngoai luc tác dụng lên đoạn ống?
b) Tính momen xoắn T0 cần đặt vào điểm B để ống không bị quay?
Biết áp suất dư p1 = 2,0 atm, p2 = 1,6 atm, ρ = 1000 kg/m3, pa = 1 atm.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 14
Một ống dẫn nước, tạ iđoạn uốn cong được giữ tại điểm A (như hình vẽ).
Chất lỏng được coi là không nén, áp suất khí quyển là p a = 1 at.
a) Viết biểu thức tính tổng momen ngoai luc tác đông lên đoạn ống uốn
b) Viết biểu thức tính moment xoắn T cần thiết phải đặt tại A
c) Tính moment xoắn T nếu D1 = D2 = 8 cm, áp suất dư p 1 = 6,75 at, p =
5,4 at, v = 12 m/s, h1 = 5cm, h2 = 25 cm, ρ = 1000 kg/m3

pa = 1at
ρ= constant

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

11


11/17/2014

Ví dụ 15
Một đoạn ống uốn như hình. D1 = 27 cm, D2 = 13 cm. Nước chảy qua ống
có lưu lượng Q = 0,18 m/s, p 1 = 197 kPa. Tính momen xoắn T0 cần đặt vào
điểm B để giữ cho ống uốn ổn định.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 16
Một cái máy tưới nước 3 cánh nhìn từ trên xuống có dạng như hình.
Nước được cấp đi qua trục quay với lưu lượng là 2,5 m3/h. Đường
kính ống d = 7 mm, chiều dài cánh tay quay là R = 15 cm. Bỏ qua
masát tính vận tốc góc của cánh ω= ? (rad/s)
Xét lần lượt 2 trường hợp θ = 00 và θ = 400

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 17
Cho sơ đồ một bơm li tâm với vận tốc góc ω. Chất lỏng vào trục và đi
qua các cánh bơm quay từ v1 đến v2 và áp suất thay đổi từ p1 đến p2.
a) Viết biểu thức tính momen xoắn T0 cần đặt vào cánh bơm để chất
lỏng chuyển động ổn định.
b) Tính T0 biết r1 = 0,2m; r2 = 0,5 m; b = 0,15m, ω = 600 vòng/phút, Q =
2,5 m3/s; ρ = 1000 kg/m3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12

11/17/2014

Ví dụ 17
Cho sơ đồ một bơm li tâm với vận tốc góc ω. Chất lỏng vào trục và đi
qua các cánh bơm quay với vận tốc thay đổi từ v1 đến v2 và áp suất
thay đổi từ p1 đến p2.
a) Viết biểu thức tính momen xoắn T0 cần đặt vào cánh bơm để chất
lỏng chuyển động ổn định.
b) Tính T biết r1 = 0,2m; r2 = 0,5 m; b = 0,15m, ω = 600 vòng/phút, Q =
2,5 m3/s; ρ = 1000 kg/m3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 18
Một máy tưới cỏ một cánh tay quay được quan sát từ xuống như hình vẽ.
Cánh tay quay quanh trục O với vận tốc góc ω không đổi. Lưu lượng thể
tích vào cánh tay tại O là Q, chất lỏng coi là không nén. Moment xoắn cản
tại O là T0 do lực ma sát.
a) Viết biểu thức tính ω?
b) Tính T0 ,
biết d = 5 cm, R = 1m, Q = 3,6m3/h T = 0,2N.m

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

13


11/17/2014

Phương trình bảo toàn năng lượng
dQ - dW  dE

Phương trình Bernouli với chất lỏng lý tưởng chuyển động

dQ dW dE

dt dt
dt

v2 p
v2
p
  gz  const 

 z  const
2 
2 g g
1
 v 2  p  gz  const
2

Năng lượng trên một đơn vị khối lượng
e = enội năng + eđộng năng + ethế
e=u+

năng

+ ekhác

1 2
v + g.z = const
2

Phương trình Becnuli với chất lỏng thực chuyển động
2

Tích phân Becnuli

Phương trình Becnuli với toàn dòng

2



v
dp
+
ρ
2

2

v1
p

v
p
 1  z1  2  2  z 2  hm
2 g g
2 g g

+ g.z = const = C
α1

α2

54

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ý nghĩa phương trình Becnuli

11/17/2014

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 19
Cho một van xả áp như hình, biết lưu lượng của dòng là 1m3/phút. Giả sử
dòng không masat, tính lực F cần thiết đặt vào kẹp để giữ van.

 Điều kiện dòng chảy ổn định, chất lỏng không nén được và lực khối có thế.
 PT Becnuli là một dạng của định luật bảo toàn năng lượng
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

14


11/17/2014

Ứng dụng phương trình Becnuli
 Xác định độ cao đặt bơm
 Dòng chảy qua vòi
 Dụng cụ đo vận tốc
tốc,, ống Pitô
Pitô--Prandtl
 Lưu lượng kế Venturi
CV

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Xác định độ cao đặt bơm
Ví dụ 20
Cho bơm li tâm hút nước từ giếng lên. Áp suất tại mặt giếng là p a. Lưu lượng
bơm Q = 0,025m3/s. Tại miệng vào bơm có áp suất chân không pck= 6,87.104
Pa. Ống hút có đường kính D = 12cm. Tổn thất trong ống hút là h w = 1m cột
nước. Xác định độ cao đặt bơm h =?(khoảng cách thẳng đứng từ trụng bơm tới
mặt nước giếng). Bỏ qua vận tốc tại mặt giếng.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Dòng chảy qua vòi
Ví dụ 21
Tìm mối liên hệ giữa vận tốc dòng chảy qua vòi với đô cao h?

Coi dòng chảy không masat.
Đường năng

Đường áp suất
thủy tĩnh

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

15


11/17/2014

Ví dụ 22
Tính vận tốc chảy qua vòi của xăng từ bình chứa như hình trong 2 trường hợp:
a) Không có masát
v2
b) Tổn thất đường ống là h f  4,5

2g

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 23
Cho một bình lớn hở chứa nước mô tả trên hình. Cách dưới mặt thoáng một độ
sâu h = 5m có một lỗ nhỏ D1 = 3 cm, =2,5m nước. Giả sử vận tốc của nước tại mặt
thoáng bằng không. Cho g = 9,8 m/s2, ρn=1000kg/m3.
a. Xác định lưu lượng của nước qua vòi.

b. Xác định đường kính D2 biết áp suất đầu vòi bằng áp suất khí quyển (P2 = Pa).
c. Nếu ống thuôn đều với đường kính D1 thì lưu lượng của nước qua vòi bằng bao
nhiêu?

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Dụng cụ đo vận tốc
tốc,, ống Pitô
Pitô--Prandtl
Ví dụ 24
Tính lưu lượng dòng lưu chất qua ống trong 1 trường hợp:
a) Xăng có ρ = 860 kg/m3
b) Khí Nito ở 200C, 1atm biết Rnito = 297 J/(kg.0C)
Thủy ngân có ρ = 13100 kg/m3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

16


11/17/2014

Ống Venturi
Ví dụ 24
Cho dòng khí CO2 ở 200C đi qua ống, bỏ qua tổn thất do masat. Nếu p 1 =
170 kPa và chất lỏng sử dụng trong áp kế xăng có ρ = 860 kg/m3
a) Tính p2
b) Tính lưu lượng thể tích của dòng khí

Biết Rco2 = 198 J/(kg.0C)

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 25
Cho ống Venturi như hình dưới. Tìm biểu thức liên hệ giữa lưu lượng khối
lượng dòng qua ống với độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm 1 và 2.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ống co hẹp để hút nước
Ví dụ 25
Ống đo lưu lượng kế Venturi có D = 0,2 m; d = 0,08 m. Áp kế đo chênh lắp trên
lưu lượng kế được đổ đầy nước và thủy ngân có khối lượng riêng lần lượt là
ρn=1000 kg/m3, ρHg=13600 kg/m3 và g = 9,8 m/s2. Độ chênh mức thủy ngân trên
áp kế là ∆h = 0,2 m.Hệ số lưu lượng φ = 0,96. Xác định:
a. Lưu lượng của nước Q?
b. Tốc độ của dòng nước tại đầu vào ống Venturi?
c. Tốc độ của dòng nước tại đầu ra ống Venturi?

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ví dụ 26
Một ống dẫn nằm ngang có đường kính D = 50 mm; đường kính ống chỗ bị thu
hẹp D = 5mm. Từ chỗ ống hẹp người ta nối một ống nhỏ cắm vào một bình hở
chứa nước. Xác định độ cao h để nước có thể hút từ bình lên ống.
Biết áp suất dư tại mặt ống trước chỗ thu hẹp p = 0,784 N/cm2 . Lưu lượng trong
ống Q = 0,027 m3/s. Bỏ qua ma sát.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

17