Báo cáo thí nghiệm thuỷ lực đại cương

Học viện kỹ thuật quân sự
Bộ môn nhiệt thuỷ khí
Báo cáo
thí nghiệm thuỷ lực đại cơng
Họ và tên nhóm trởng : Nông Văn Thao
Họ và tên các thành viên của nhóm: Nguyễn Thái
Phan Đức Thanh
Lớp : Ô TÔ - K42
Năm học : 2009 - 2010
Hà Nội 03/2010
Thí nghiệm thuỷ lực đại cơng
Mục đích.
- Giúp cho học viên làm quen với các máy đo sử dung trong môn thuỷ lực từ
đó xây dựng đợc các kỹ năng sử dụng các loại máy đó.
- Làm quen với các phơng pháp đo và phơng pháp xác định các yếu tố trong
thuỷ lực
A. Bộ thiết bị thí nghiệm thuỷ lực.
1. Mô tả thiết bị.
- Tên thiết bị : HLB 95.
- Các bộ phận chính:
+ Bộ phận chính để đo các số liệu thí nghiệm.
+ Bộ phận phụ trợ để đảm bảo cấp nớc cho bộ phận chính hoạt động.
- Kích thớc:
+ Bộ phận chính: dài x rộng x cao = 172 x 45 x 135 cm. Nặng 120kg.
+ bộ phận phụ trợ: 120 x 50 x 220. Nặng 70kg.
I/ Bài thí nghiệm 1:
1. Tóm tắt lý thuyết.
- Những hệ thức cơ bản va những công thức tính toán khi chất lỏng phụ
thuộc vào trạng thái chuyển động. Có haio trạng tháI chuyển động là chảy
rối và chảy tầng.
- Chảy tầng xuất hiện khi chất lỏng chuyển động thành từng lớp riêng biệt

không xáo trộn vào nhau.
- Chảy rối xuất hiện khi chất lỏng chuyển động xáo trộn vào nhau.
- Để xác định trạng tháI chảy ngời ta dựa vào hệ số Raaynol:
.
Re
d
V

=
Trong đó:

: hệ số nhớt động học
V: vận tốc dòng chảy.
d: đờng kính ống trụ tròn..
2. Khảo sát hai trạng thái chảy ( thí nghiệm Râynol ).
Kết quả thí nghiệm Râynol
Qua tiến hành thí nghiệm ta có bảng kết quả nh sau:
TT
H
1
(cm)
h
1
(cm)
Q
1
(cm
2
/s)
v

1
(cm/s)
t
0
(c
0
)

i
(cm
2
/s)
Re=
v
d.
1

Kết luận
trạng thái
chảy
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
1
2
11.5
11.6
1.5
1.6
15
15.5
7.46

7.7
20
20
0.01006
0.01006
1270
1310
Chảy tầng
Chảy tầng
3
4
5
6
11.6
12.6
12.5
12.4
1.6
2.6
2.5
2.4
15.5
44.5
44
44
7.7
22.2
22
22
20

20
20
20
0.01006
0.01006
0.01006
0.01006
1310
3779
3745
3745
Chảy tầng
Chảy rối
Chảy rối
Chảy rối
Trong đó :
v : Vận tốc dòng chảy (cm/s) ;
d : Đờng kính ống trụ tròn : d= 1,6 cm ;
: Độ nhớt động học (tra bảng2- Hớng dẫn TNTL, Bộ môn Kỹ thuật nhiệt-
khoa cơ khí): ứng với t = 20
0
C có = 0,01006;
Nhận xét đánh giá:
1. Từ kết quả thí nghiệm trạng thái chảy qua kết quả đo đạc tính toán số Re và
sự quan sát dòng màu trong ống thí nghiệm ta thấy hoàn toàn phù hợp. Trong 3 lần
thí nghiêm đầu dòng nớc màu và nớc trong ống chảy thành từng dòng riêng biệt.
Trong khi đó ở 3 thí nghiệm sau dòng nớc màu và nớc trong ống nghiệm chuyển
động xáo trộn lẫn nhau ta có dòng chảy rối. Nguyên nhân của sự phù hợp này là do
khi tiến hành thí nghiệm đã làm đúng và tơng đối chính xác, máy thí nghiệm cơ bản
đảm bảo đợc nên kết quả thí nghiệm thu đợc tơng đối chính xác.

2. Tuy nhiên trong thí nghiệm vẫn còn có sai số, do khi quan sát các dòng
chảy còn cha đợc chuẩn, trong quá trình đọc ghi và tính toán còn có làm tròn số.
3. So sánh giữa kết quả thí nghiệm và lý thuyết ta thấy hoàn toàn phù hợp.
II. bài thí nghiệm 2.
1. Tóm tắt lý thuyết.
- Phơng trình Becnuli là phơng trình cơ bản của thuỷ lực.
- Phuownh trình Becnuli viết cho một đơn vị chất lỏng nên còn đợc coi là ph-
ơng trình cân bằng tỷ năng. Phơng trình này xác lập cho dòng chảy không
nén đợc chảy ổn định từ mặt cắt 1-1 đến 2-2.
- Phơng trình nh sau:
z
1
+

1
p
+
2
1 1
2
v
g


= z
2
+

2
p

+
g
v


2
2
22

+ h
21
w
trong đó:
+ Z
1
, Z
2
: năng lợng vị trí của dòng chảy tại hai mặt cắt 1-1 và 2-2 so với mặt
cắt chuẩn.
+

1
p
,

2
p
: áp năng của sòng chảy.
+
2

1 1
2
v
g


,
g
v


2
2
22

: động năng dòng chảy.
2. Xác định các thành phần của phơng trình năng lợng dòng chảy
(phơng trình bécnuli)
kết quả thí nghiệm phơng trình Bécnuli
Qua thí nghiệm ta có kết quả đợc trình bày nh bảng sau:
TT
H
1
(cm)
h
1
(cm)
Q
1
v

1
2
1 1
2
v
g


z
1
+

1
p
v
2
g
v


2
2
22

z
2
+

2
p

h
21
w
v
3
g
v


2
2
33

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)
1 35 24.2 1.9 0.95 4.8E-6 24.2 0.95 4.8E-6 24 0.2 0.27
1.4E-
6
2 38.5 27.7 2 1 5.1E-6 27.7 1 5.1E-6 27.5 0.2 0.28
1.5E-
6
3 38.2 27.4 2 1 5.1E-6 27.4 1 5.1E-6 27.2 0.2 0.28
1.5E-
6
4 37.3 26.5 1.95 0.975 4.9E-6 26.5 0.975 4.9E-6 26.3 0.2 0.277
1.41
E-6
5 36.5 25.7 1.95 0.975 4.9E-6 25.7 0.975 4.9E-6 25.5 0.2 0.277
1.41
E-6
z

3
+

3
p
h
32
w
v
4
g
v


2
2
22

z
4
+

4
p
h
43
w
v
5
g

v


2
2
55

z
5
+

5
p
h
54
w
Ghi
chú
(14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) 23 (24)
14.6 9.4 0.95 4.8E-6 19.7 -5.1 0.95 4.8E-6 19.6 0.1
21.9 5.6 1 5.1E-6 25.2 -3.3 1 5.1E-6 24.9 0.3
21.5 5.7 1 5.1E-6 24.7 -3.2 1 5.1E-6 24.5 0.2
19.5 6.8 0.975 4.9E-6 23.2 -3.8 0.975 5.1E-6 23.2 0.1
17.7 7.8 0.975 4.9E-6 22.3 -4.6 0.975 5.1E-6 22 0.3
Nhận xét đành giá.
- Nguyên nhân gây ra sai số của phép đo là do:
+ Sai số của thiết bị đo gây ra.
+ Sai số do ngời làm thí nghiệm gây ra.
- ý nghĩa và ứng dụng của phơng trình Becnuli:
+ Phơng trình Becnuli đợc ứng dụng dùng để xác định các thông số của dòng chảy

tại hai mặt cắt khác nhau trên dòng chảy của chất lỏng.
III. bài thí nghiệm 3
1. tóm tắt lý thuyết.
Phơng trình Becnuli:
z
1
+

1
p
+
2
1 1
2
v
g


= z
2
+

2
p
+
g
v


2

2
22

+ h
21
w
thành phần h
21
w
là tổn thất thuỷ lực khi dòng chảy chuyển động từ mặt cắt ớt
1-1 đến 2-2 bao gồm tổn thất dọc đờng và tổn thất cục bộ.
h
21
w
=h
l
+h
c
Trong đó tổn thất dọc đờng đợc xác định theo công thức:
2
1
. .
2
l
V
h
d g

=
Trong đó : l - là chiều dài đoạn dòng chảy.

d - đờng kính ống.
V vận tốc trung bình của mặt cắt dòng chảy.
g- gia tốc rơi tự do.

- hệ số sức cản dọc đờng.
- Hệ số ma sát trong trờng hợp tổng quát phụ thuộc vào trạng tháI chuyển
động của chất lỏng và đặc trng hình học của ống dẫn cụ thể là độ nhám
thành ống
d

trong đó:

- độ nhám tuyệt đối của thành ống; d- đờng kính
ống dẫn.
- Nh vậy:
(Re, )f
d


=
.
2. Xác định tổn thất thu là tổn thuỷ lực dọc đờng.
Kết quả thí nghiệm tổn thất thuỷ lực dọc đờng.
Qua tiến hành thí nghiệm và kết hợp với đồ thị Nicuratso ta có đợc kết quả thí
nghiệm nh bảng sau:
TT H
1
h
i
Q

1
v
i
1

Re=

d.v
i
h
1

Kết luận trạng
thái chảy
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
1
2
3
12.6
12.5
12.4
2.6
2.5
2.4
44.5
44
43.5
22.2
22
21.6

0.0094
0.0094
0.0094
3543
3510
3505
1.2
1
0.8
0.65
0.54
0.43
Chảy rối
chảy rối
chảy rối