báo cáo thí nghiệm co luu chat thuy luc co so

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Báo cáo:

THÍ NGHIỆM

CƠ LƯU CHẤT

Giáo viên hướng dẫn: TS. LÊ HÙNG
ThS. NGUYỄN QUANG BÌNH
Sinh viên thực hiện :
Nhóm

:

Lớp

:


Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Cơ lưu
chất

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ, CHÂN KHÔNG, TUYỆT ĐỐI - TLĐC01
I. Mục tiêu chung
Nâng cao nhận thức về lý thuyết cũng như thực hành về áp suất thủy tĩnh cho
sinh viên ngành Xây dựng Cơng trình Thủy, Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Cơ sở hạ
tầng và Môi trường.

II. Nhiệm vụ
1. Tính tốn áp suất dư.
2. Tính tốn áp suất tuyệt đối.
3. Tính tốn áp suất chân khơng.
4. Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng.
III. Giới thiệu về thiết bị thí nghiệm
Thiết bị đo áp suất thủy tĩnh của chất lỏng có sơ đồ như sau:

• Thiết bị gồm bình A, B chứa chất lỏng (nước). Bình B cố định, bình A có thể
nâng lên hoặc hạ xuống bằng tay quay để tạo áp suất dư (nâng lên) hoặc áp suất
chân khơng (hạ xuống).
• Khơng khí trong bình B thơng với khơng khí trong ống số 1, 3, 5.
2


• Khơng khí trong ống số 2, 4 thơng với khí trời áp suất pa.
• Ống số 5 dùng để biết mực nước trong bình B.
• Chất lỏng trong ống 1 - 2 và 5 là nước, chất lỏng trong ống 3 - 4 là dầu.
IV. Thao tác thí nghiệm và thu tập số liệu
Bước 1: Tạo áp suất dư
1. Hạ bình A xuống thấp nhưng tránh tràn nước ra khỏi bình A, mở van K và đợi
đến lúc mực nước ở 2 đầu ống 1 - 2 và 3 - 4 cân bằng nhau và mức chất lỏng cố
định - lúc này mực nước 2 bình A, B đã cân bằng, áp suất khơng khí trong bình
B lúc này là pa.
2. Khóa van K, quay tay quay để nâng bình A lên. Chất lỏng chảy từ bình A qua
bình B và làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ p a => po > pa. Chờ đợi đến
khi mực nước trong bình A và B cân bằng nhau – lúc này mức chất lỏng trong
ống 1 - 2 và 3 - 4 thay đổi do khối không khí đệm trong bình B tăng lên và
truyền đi ngun vẹn đến lớp khơng khí trong ống số 6, 1 và 3. Lúc này mức
chất lỏng trong các ống 1 - 2 và 3 - 4 lần lượt là: h 1, h2, h3, h4. Đọc các trị số và

lập bảng tính tốn áp suất dư, γdầu.
Bước 2: Tạo áp chân khơng
1. Giữ cố định vị trí bình A sau khi đọc các trị số h ở bước 1. Mở van K và đợi đến
lúc mực nước ở 2 đầu ống 1 - 2 và 3 - 4 cân bằng nhau và mức chất lỏng cố
định - lúc này mực nước 2 bình A, B đã cân bằng, áp suất khơng khí trong bình
B lúc này là pa.
2. Khóa van K, hạ bình A xuống thấp nhưng tránh tràn nước ra khỏi bình A. Chất
lỏng chảy từ bình B qua bình A và làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ pa
=> po < pa. Chờ đợi đến khi mực nước trong bình A và B cân bằng nhau – lúc
này mức chất lỏng trong ống 1-2 và 3 - 4 thay đổi do khối khơng khí đệm trong
bình B giảm xuống và truyền đi nguyên vẹn đến lớp khơng khí trong ống số 6,
1 và 3. Lúc này mức chất lỏng trong các ống 1 - 2 và 3 - 4 lần lượt là: h 1, h2, h3,
h4. Đọc các trị số và lập bảng tính tốn áp suất chân không, γdầu.
Bước 3: Lặp lại 2 bước trên để thu thập các số thí nghiệm tiếp theo.


N
o

Áp suất

h

h

h

h

∆h

∆h

1

2

3

4

12

34

(m
m)

(m
m)

(m
m)

(m
m)

(m
m)

(m
m)

P0
(m
m)

γdầu

1

dư

44,9

55,2

49,1

31,9

10,3

17,2

101043

5874,593

2

dư

37,3

56,1

50,1

29,9

18,8

20,2

184428

9130,099

3

dư

51,6

61,8

46,2

34

10,2

12,2

100062

8201,803

4

dư

46,6

59,7

50,5

33,9

13,1

16,6

128511

7741,627

5

dư

46,4

61

46,8

29,3

14,6

17,5

143226

8184,343

1

Ch.khơng

56,9

38,7

30

50,6

18,2

20,6

178542

8667,087

2

Ch.khơng

61

33,3

25,4

55,6

27,7

30,2

271737

8997,914

3

Ch.khơng

59,1

36

28,8

53

23,1

24,2

226611

9364,091

4

Ch.khơng

61

33

30,1

55,1

28

25

274680

10987,2

5

Ch.khơng

56

35,5

27,8

51,1

20,5

23,3

201105

8631,116

γdầu Trung bình = 8577.987275

V. Kết luận:

từ kết quả nhận được,ta có gama dầu tb =9322.70(N/m³) và gama dầu thực
theo lí thuyết =8338.5(N/m³) .Ta thấy có sự chênh lệch khá lớn ∆y = 239.48 (N/m³)
chứng tỏ thí nghiệm chưa thật sự chính xác .sở dĩ như vậy do dụng cụ đo và thanh
chia độ quá lơn làm sai số khi thí nghiệm.
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Câu hỏi (tham khảo)
1. Tại sao trước khi thí nghiệm phải mở van K?


2. Giữa ∆h12 và ∆h34, tri số nào lớn hơn? Vì sao?


HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
XÁC ĐỊNH TỔN THẤT VÀ LƯU LƯỢNG - TLĐC02
I. Mục tiêu chung
Nâng cao nhận thức về lý thuyết cũng như thực hành về tổn thất cục bộ và dọc
đường cho sinh viên ngành Xây dựng Cơng trình Thủy, Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật
Cơ sở hạ tầng và Mơi trường.

II. Nhiệm vụ
1. Tính tốn tổn thất dọc đường và so sánh kết quả tính tốn với số liệu đo lường.
2. Tính tốn tổn thất cục bộ (độ mở, đột thu, uốn cong…).
3. Đo lưu lượng bằng ống Pitô (Pitot), Venturri và so sánh với thực đo.
4. Đo lưu lượng bằng lỗ, vòi và so sánh với kết quả thực đo.
5. Tính tốn độ chênh áp suất trong các mặt cắt ngang của ống Venturi và so sánh
với kết quả thực đo.
III. Giới thiệu về thiết bị thí nghiệm
Thiết bị thí nghiệm thủy lực HM 112 (Hydrodynamics Trainer 112) cho phép
sinh viên thí nghiệm đo lường dịng chảy và áp suất, cũng như định lượng những đặc
tính tổn thất và áp suất của hệ thống ống. Hình ảnh thiết bị như sau:
Ống dây nối mềm đường kính lớn

Ống dây nối mềm đường kính nhỏ
Van điều khiển lưu lượng vào tuyến đo lường - Bộ phận thứ 11

Khay nhựa hứng chất lỏng

(Ghi chú: Hình ảnh trên chỉ là minh họa các bộ phận thiết bị, vị trí của bộ phận thứ
11 - van điều khiển lưu lượng vào (inflow) thực tế ở phía bên trái, trên hình ở bên
phải).


3.1. Mô tả chi tiết các bộ phận thiết bị

Van nghiêng để điều chỉnh lưu lượng qua tuyến đo lường số 1

Dòng chảy vào tuyến đo lường - Inflow

Dòng chảy ra khỏi tuyến đo lường - Outflow

1.
2.
3.
4.

Hộc đựng thiết bị thí nghiệm.
Thùng đựng chất lỏng 70l có lỗ kính để kiểm tra mức chất lỏng.
Máy bơm chìm, cột nước 6.5m, Q = 100 l/min.
Hộp điện (có cầu dao bật tắt điện cho toàn hệ thống máy (nút màu đỏ bên
phải, ấn vào sẽ tắt - rút ra mở mạch điện) và công tắc tắt mở bơm (công tắc
màu đỏ bên trái)).
5. Hộp chuyển đổi (tín hiệu) với màn hình kỹ thuật số. Áp suất có đơn vị
mmbar, lưu lượng có đơn vị l/min.
6. Ống đo mức áp kế - bộ phận đo áp suất, Max: 680mm nước.
7. 6 ống đo áp kế (hệ thống ống Venturi) - Bộ phận đo áp suất.
8. Bộ cảm biến áp suất điện tử (chuyển tín hiệu áp suất qua tín hiệu số) - bộ
phận đo áp suất.
9. Nhiệt kế (đo nhiệt độ của chất lỏng đang thí nghiệm để xác định ν).
10. Bộ cảm biển lưu lượng dòng chảy kiểu cánh quạt.
11. Van cầu dùng để điều khiển lưu lượng vào (inflow) tuyến đo lường.
12. Các đối tượng đo lường có thể hốn đổi - thay thế (Venturi, Pitot, v.v…)


13. Các tuyến đo lường cố định (tổn thất dọc đường, cục bộ…) L = 1000mm.
14. Van xả lưu lượng của thùng đựng chất lỏng, dùng để xả lưu lượng trong
thùng khi khơng thí nghiệm một thời gian dài.
3.2. Các đối tượng đo lường (thí nghiệm) và tuyến đo lường
Các tuyến đo lường có thể hốn đổi: (bộ phận thứ 12) số thứ tự chính là số của tuyến
đo lường.

1. Tuyến đo lường cho các đối tượng đo lường có thể hoán đổi
(Interchangeable measuarements objects) như ống Venturi, Pitot, van (van
nghiêng, van màng chắn, van cầu v.v…) và lỗ vòi, bố trí ở vị trí như giới
thiệu ở bộ phận thứ 12).
Các tuyến đo lường gắn cố định: (bộ phận thứ 13).
∅:16mm
2. Ống thép mạ lớp kẽm dày 0.5”:
St.
3. Ống đồng 18x1:
Cu 18x1.
∅:16mm
4. Ống nhựa PVC
PVC 20x1.5
∅:17mm
5. Đoạn ống có mặt cắt ngang đột thu
PVC 20-16.
∅:17 14.6mm
6. Đoạn ống có mặt cắt ngang đột mở
PVC 20-32.
∅:17 –
28.6mm
∅:17mm
7. Các đoạn ống uốn cong
PVC 20x1.5.
(Trên tuyến đo lường thí nghiệm có đối tượng đo lường)


IV. CÁC THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM HM112
Tùy theo yêu cầu của mỗi bài thí nghiệm mà người thí nghiệm tiến hành các
thao tác chuẩn bị cần thiết để thí nghiệm.

Bước1: Chọn đối tượng đo lường và lắp ráp tuyến đo lường.
Chọn đối tượng đo lường thí nghiệm (ống St, Cu, PVC, Venturi, Pitot v.v...).
Nối các điểm nối sau van lưu lượng (bộ phận thứ 11) với cửa vào (inflow) của tuyến
đo lường số 1, 2, 3, 4, 5, 6 hoặc 7 tương ứng với đối tượng đo lường thí nghiệm và nối
cửa ra (outflow) của tuyến đo lường số 1, 2, 3, 4, 5, 6 hoặc 7 tương ứng với đường ống
xả về thùng chứa bằng ống dây mềm (ống dây mềm có đường kính lớn nhất). Dùng 2,
3 khay nhựa đặt dưới các mặt cắt cần đo áp suất của tuyến đo lường nhằm mục đích
hứng chất lỏng thừa chảy ra khi tháo lắp các khớp nối của dây mềm.
Bước2: Nối các điểm đo áp suất với bộ phận đo áp suất.
Dùng các đoạn ống đây mềm (ống dây có đường kính nhỏ) để nối các điểm đo
áp suất của đối tượng đo lường thí nghiệm với thiết bị đo áp suất (thiết bị số 6, 7 hoặc
8). Các đối tượng đo lường thí nghiệm đó có thể là 1 trong 7 đối tượng được nêu ở
mục 3.2. Một đầu của ống dây mềm nối tại lỗ của mặt cắt cần xác định áp suất thủy
động của đối tượng đo lường thí nghiệm, đầu kia sẽ nối vào lỗ của bộ phận đo áp suất
(có thể là 1 trong 3 bộ phận (bộ phận thứ 6, 7, hoặc 8 như đã mô tả ở mục 3.1 - tùy bài
thí nghiệm). Chú ý nối theo tuần tự (từ thượng lưu đến hạ lưu của đối tượng đo lường)
các lỗ tại các mặt cắt cần đo áp suất với thứ tự các điểm đo của lỗ đo áp suất trên bộ
phận đo áp suất. Cụ thể như sau:
Đối với các đoạn đo lường gắn cố định:
1) Khi đo tổn thất dọc đường qua tuyến đo lường số 2, 3, hoặc số 4 (St, Cu, PVC)

hoặc tổn thất cục bộ (mở rộng hoặc thu hẹp đột ngột) ở tuyến đo lường số 5
hoặc số 6 thì ta dùng 2 đến 3 đoạn ống dây mềm. Với đoạn ống dây mềm thứ
nhất, một đầu nối với lỗ của mặt cắt thượng lưu (p1) của đối tượng đo lường thí
nghiệm và đầu kia nối với điểm nối bên trái (p1) của ống đo mức áp kế (bộ phận
thứ 6) hoặc tại lỗ của điểm đo áp suất p 1 của bộ cảm biến áp suất điện tử (bộ
phận thứ 8); tương tự với đoạn ống dây mềm thứ hai, một đầu nối với lỗ của mặt
cắt hạ lưu (p2) của đối tượng đo lường thí nghiệm và đầu kia nối với điểm nối
bên phải (p2) của ống đo mức áp kế (bộ phận thứ 6) hoặc tại lỗ của điểm đo áp
suất p2 của bộ cảm biến áp suất điện tử (bộ phận thứ 8). Riêng đo tổn thất đột

mở hoặc đột thu thì dùng dây mềm thứ 3 nối với một điểm đo áp suất bất kỳ trên
hệ thống đo áp để tránh dịng tia phun ra ngồi (thường là p3) .


2) Khi đo tổn thất cục bộ trên tuyến ống uốn cong số 7. Dùng 6 đoạn ống dây nối

mềm để lần lượt nối các điểm cần đo áp suất trên các mặt cắt từ thượng lưu đến
hạ lưu của tuyến ống đo lường (đối tượng đo lường thí nghiệm) với:
a. Các điểm nối tương ứng trên 6 ống đo áp kế (bộ phận thứ 7) lần lượt thứ tự
từ trái qua phải.
b. Hoặc được nối lần lượt với áp suất p 1, p3, p4, p5, p6, p7 của bộ cảm biến áp
suất điện tử (bộ phận thứ 8).
3) Khi đo tổn thất cục bộ trên tuyến đo lường số 1 khi đối tượng đo lường là ống

Venturi. Thao tác tương tự như ở bước 2.2 trên.
Đối với các đoạn (tuyến) đo lường có thể hốn đổi.
4) Sau khi lắp đối tượng đo lường (đối tượng thí nghiệm) vào (tùy bài thí nghiệm

mà lắp đối tượng đó là Venturi, Pitot, van, vòi v.v...
a. Đối với ống Venturi: Xem bước 2.3 ở trên.
b. Đối với ống Pitot, van: Xem bước 2.1 ở trên.
Bước3: Kiểm tra lại các điểm nối.
Kiểm tra lại các điểm nối để tránh tia nước phun ra tại chỗ hở của các điểm nối làm
hư hỏng thiết bị như máy tính v.v... Kiểm tra theo chiều của dịng chảy đi từ van lưu
lượng (bộ phận thứ 11) => ống dây mềm => tuyến đo lường => ống dây mềm; cũng
như kiểm tra tất cả các điểm nối giũa 2 đầu các ống dây mềm nối các mặt cắt đo áp
suất và các thiết bị đo áp suất (bộ phân thứ 6, 7 hoặc 8).
Chú ý:
• Khi nối ống dây mềm với các điểm nối, ấn (lực ấn không quá lớn để tránh hỏng
thiết bị) ống dây mềm vào lỗ (lỗ đo áp suất trên đối tượng đo lường và lỗ đo áp

suất của thiết bi đo áp suất) cho đến khi nghe âm thanh khít khớp nối phát ra
(âm thanh khá nhỏ). Lúc đó mới bảo đảm khớp nối đã kín. Lúc tháo khớp nối
phải đồng thời ấn nhẹ vào (ngược chiều tháo ra) để kéo vịng khóa chốt (trên
dây mềm) theo chiều tháo ra, đồng thời với động tác trên kéo ống dây mềm ra.
• Nếu nhóm nào không kiểm tra kỹ lưỡng khớp nối, vẫn cho máy bơm hoạt động
làm chất lỏng phun dòng tia ra ngồi hệ thống ống dẫn, nhóm đó sẽ chịu hồn
tồn trách nhiệm nếu như hỏng thiết bị và coi như khơng đạt u cầu bài thí
nghiệm. Khi có sự cố thì phải ấn nhanh, mạnh nút cơng tắc bên phải của hộp
điện (bộ phận thứ 4) để tắt hoàn toàn nguồn điện vào máy HM112. Tất cả
các sinh viên khi thí nghiệm phải ghi nhớ chú ý này.


Bước4: Điều chỉnh các thông số trước khi thao tác thu thập số liệu thí nghiệm.
a. Kiểm tra chất lỏng đầy trong thùng hay chưa? Nếu không đủ lượng chất
lỏng trong thùng thì phải cung cấp chất lỏng vào (cho lượt thí nghiệm đầu
tiên).
b. Nếu đo áp suất bằng ống đo mức áp kế (manometers):
Thiết bị đo áp suất bằng 2 hoặc ống đo áp (bộ phận thứ 6) thì xem thêm
chi tiết mục 5.3.
Thiết bị đo áp suất bằng bộ cảm biến điện tử (bộ phận thứ 8) thì xem
thêm chi tiết mục 7.2.
Bước 5: Vận hành hệ thống đo đạc.
Tắt máy bơm nếu nó đang hoạt động. Mở van điều chỉnh lưu lượng Q (bộ phận
thứ 11) và van nghiêng trên tuyến đo lường số 1 (nếu thí nghiệm trên tuyến đo lường
số 1) với góc mở nhỏ đủ để chất lỏng sẽ lưu thông trong hệ thống. Bật máy bơm trên
hộp điện. Sau khi được bơm, chất lỏng vận chuyển qua thiết bị cảm ứng lưu lượng để
đo lưu lượng thực tế Qtđo và chất lỏng với lưu lượng Qtđo đó tiếp tục chảy qua van điều
chỉnh lưu lượng (van số 11) đến ống dây mềm và chảy vào một trong 7 tuyến đo lường
đã mô tả ở trên. Trên mỗi tuyến đo lường ta có thể xác định áp suất tại lỗ của các mặt
cắt của tuyến ống đo lường thông qua các ống nối mềm được nối giữa các lỗ tại các

mặt cắt và thiết bị đo áp suất như mơ tả ở hình vẽ bộ phận thứ 6, 7 hoặc 8 (tùy bài thí
nghiệm). Sau đó chất lỏng chảy qua dây mềm và trở vể thùng chứa để được bơm tuần
hồn ở vịng bơm tiếp theo.
Bước 6: Tiến hành đo đạc.
Sau khi đã ổn định ở một cấp lưu lượng nào đó.
• Đọc, ghi số liệu trên thiết bị đo áp suất (nếu thiết bị đo áp suất là bộ phận thứ 6,
7).
• Mở phần mềm hiển thị thông số đo đạc trên máy tính và chọn đối tượng đo
lường tương ứng. Tiến hành nhấn nút Start để ghi dữ liệu vào trong máy tính
(nếu đo áp suất bằng bộ cảm biến áp suất điện tử - bộ phận thứ 8).
• Điều chỉnh van lưu lượng Q (bộ phận thứ 11) hoặc van nghiêng (khi thí nghiệm
trên tuyến đo lường số 1) để có các cấp lưu lượng từ nhỏ đến lớn, mỗi cấp Qtđo
> 15 lít/min và nên chênh nhau 5 - 10 lít/min, thời gian duy trì mỗi cấp là 30 40 giây. Mỗi nhóm cần có ít nhất 5 cấp lưu lượng, mỗi cấp lưu lượng để có số
liệu tính tốn.


Hình 3. Màn hình lựa chọn đối tượng thí nghiệm
VI. ĐO ÁP SUẤT BẰNG BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN TỬ
(Electronic pressure measurement) (bộ phận thứ 8)
6.1 Mô tả và các thông số thiết bị
• Bộ phận này có 7 van thơng khí (vent
valves) và 7 điểm nối (được đánh nhãn
từ p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7) để đo áp suất
tại các mặt cắt của đối tượng đo lường.
• Nó cho phép xác định áp suất dư, và độ
chênh áp suất, số liệu được hiển
trên màn hình kỹ thuật số (bộ phận
5) và có thể chuyển tín hiệu thơng
card chuyển đổi để hiện số liệu
màn hình máy tính.

thị
thứ
qua
trên

• Sự khác nhau giữu áp suất p1 và p2 là:
(p1- p2)= 0 - 200mbar. Áp suất dư có thể được đo khi nối với điểm nối p 3, p4, p5,
p6 và p7.


6.2. Lắp ráp và sử lý kỹ thuật bộ cảm biến đo áp
a. Thao tác lắp đối tượng đo lường như bước 1, 2, 3 như mục IV, và bước 4.a.
b. Thơng khí:
• Đóng tất cả các van thơng khí.
• Nối các điểm đo áp suất trên đối tượng đo lường và các điểm đo áp suất đã
được đánh nhãn p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7 tương ứng bằng các dây mềm.
• Mở van lưu lượng vào (inflow) và van xả (outflow) ở trước và sau đối tượng
đo lường.
• Bật cơng tắc để máy bơm hoạt động.
• Điều khiển đóng mở từ từ các van thơng khí (vent valves) đển khi khơng
cịn bọt khí xuất hiện trên đối tượng đo lường và ống dây nối mềm.
Chú ý: Không bao giờ mở van thơng khí ở điểm nối p i (i = 1 - 7) nếu điểm nối
thứ i không có dây nối mềm nối vào. Mục đích để tránh chất lỏng phun ra từ
điểm thứ i gây nguy hiểm đến các thiết bị điện tử.
c. Thao tác trước khi thí nghiệm đo đạc số liệu trên hộp chuyển đổi tín hiệu với
màn hình kỹ thuật số:
• Mở van điều chỉnh lưu lượng inflow và
outflow trước và sau đối tượng đo
lường. Bật máy bơm chạy khoảng 2030 giây để hệ thống thơng suốt.

• Đóng van điều chỉnh lưu lượng chảy
vào (inflow), tắt máy bơm.
• Tháo rời một đầu của các ống dây mềm
ra khỏi bộ phận cảm biến tại tất cả các
vị trí đã đánh nhãn: p1, p2, p3, p4, p5, p6,
p7.
• Để nguyên trạng thái trên và xoay các nút trên bộ chiết áp (potentiometer for
offset) để chỉ số áp suất trên màn hình của bộ cảm biến áp suất trở về trạng
thái bằng 0. Qua thực tế thí nghiệm, điều này rất khó sảy ra, theo kinh
nghiệm nên vặn các nút sao cho trên các màn hình áp suất p 1 = p2 = p3 = p4 =
p5 = p6 = p7 = const = càng nhỏ càng tốt.
• Gắn lại các ống dây mềm và tiến hành thí nghiệm.
d. Thao tác tiếp tục như bước 5.


VII. THÍ NGHIỆM VỚI CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐO LƯỜNG
7.1. Xác định tổn thất dọc đường trên tuyến đo lường số 2, 3, 4
Đối tượng đo lường: ống St, Cu, PVC.
Mục đích: xác định tổn thất dọc đường và so sánh kết quả tính tốn với số liệu
thực đo.
Thơng số vật liệu:
Đường kính
trong
(mm)
16

Độ nhám

N
o

Vật liệu

1

Ống đồng Cu

Chiều
dài
(mm)
1000

2

Ống nhựa PVC

1000

16

0.001

3

Ống thép St

1000

17

0.1

K=∆
(mm)
0.001

Hệ số nhớt động học: Người thí nghiệm đọc nhiệt độ của chất lỏng thí nghiệm.
Nhiệt
độ

Độ nhớt động học
ν

11

(10-6 m2/s)
1.261

12

Nhiệt
độ

Độ nhớt động học
ν

21

(10-6 m2/s)
0.980

1.227

22

0.957

13

1.194

23

0.935

14

1.163

24

0.914

15

1.134

25

0.894

16

1.106

26

0.875

17

1.079

27

0.856

18

1.055

28

0.837

19

1.028

29

0.812

20

1.004

30

0.801


Tính tốn và so sánh tổn thất: (Mỗi loại vật liệu: ống thép, đồng, nhựa PVC).
Đối
tượng đo
lường

Đường
kính bên
trong
(mm)

(1)

(2)

1

Ống
đồng Cu

16

25,9096870
4

0,00043182
8

2,148826221 37616,21393 16000

2

Ống
đồng Cu

16

19,41820145

0,00032363
7

1,61045327
8

Ống
đồng Cu

16

16,4582824
7

0,00027430
5

1,36497167
5

No

3

Lưu lượng
3

l/min

m /s
(3)

Vận tốc V
(m/s)
(4)

Số
Reinold
Re
(5)

d/∆

(6)

28191,74229 16000

23894,47134 16000

4

Ống nhựa
PVC

16

28,08749962 0,00046812
5

2,329443639 40778,0068
1

5

Ống nhựa
PVC

16

20,6494140

6

1,71256419
7

6

Ống nhựa
PVC

16

19,69968796 0,000328328 1,633798431 28600,4101
7

7

Ống thép
St

17

27,1994514
5

0,00045332
4

1,99821123

37165,8543
9

170

8

Ống thép
St

17

23,12249947 0,00038537
5

1,69869742
4

31595,0286
7

170

0,00034415
7

29979,24196

16000

16000

16000


9

17

Ống thép
St

No Chế độ chảy
(7)

18,76921844 0,00031282

1,378883069 25646,6216
3

Cơng
thức tính
tốn

Hệ số tổn
thất dọc
đường 

Tổn thất
tính tốn

hdttốn (m)

Tổn thất
thực đo hdđo Sai số
(m)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

170

1

Chảy rối
thành trơn

0,022719183

0,326217667

0,334176809

0,007959143/

2,381716009%

2

Chảy rối
thành trơn

0,02441777

0,195362274

0,201735937

0,006373663/
3,159408835%

3

Chảy rối
thành trơn

0,025448496

0,149321483

0,151039455

0,001717972/
1,137432788%

4

Chảy rối
thành trơn

0,022265373

0,261262841

0,384871192

0,123608351/
32,11681033%

5

Chảy rối
thành trơn

0,024045362

0,210493517

0,224649806

0,014156289/
6,301491596%

6

Chảy rối
thành trơn

0,024330073

0,142552243

0,206881365

0,098342619/

7

Chảy rối
thành trơn

0,022787697

0,393511882

0,272794312

0,12071757/
44,2522312%

8

Chảy rối
thành trơn

0,02373186

0,293665584

0,205312749

0,088352834/
43,03329177%

9

Chảy rối
thành trơn

0,025002241

0,201185812

0,142523306

0,058662506/
41,15993909%

31,09469156%


Ghi chú:
Lập một bảng tính tốn cho mỗi loại vật liệu St, Cu, PVC.
(1): Đối tượng đo lường có thể là St, Cu, PVC.
(3) : Lưu lượng thực đo đọc trên các thiết bị có đơn vị l/min.

V .d
.
(4): Re =

ν

(6) => (9): dựa vào Re để xác định chế độ chảy và xác định cơng thức tính tốn hệ số
tổn thất dọc đường:
• Cơng thức chảy rối thành trơn (Blasius): λ = 0.3164 khi 23204 Re



•Cơng thức chảy rối thành trơn nhám (Colebrook): λ = 2 * lg



khi 65.(d/∆)
 2.51


+

Re. λ

0.27  −2

d



∆ 

• Cơng thức chảy rối thành trơn (Blasius): λ = 0.3164
4 Re

(10) : Dùng công thức tính tổn thất dọc đường:
L 2
=
λ
.
hd
dV 2.g
(11) : htđo được xác định từ phương trình Bernoulli khi đối tượng đo lường đặt nằm

ngang và độ chênh đo áp trên thiết bị đo áp suất.
Nhận xét và kết luận:

Ta nhận thấy sai số tương đối nhỏ chứng tỏ thí nghiệm tương đối chính xác.Măt
khác ta thấy trong

3 loại ống thì ống nhựa là ít tổn thất nhất kế đến là ống đồng và

kế đến nửa là ống kẽm .Vµ xét về mặt kinh tế thì dùng ống nhựa là lợi nhất .Do đó
để vừa giảm tổn thất vừa có lợi về kinh tế thì ta nên dùng ống nhựa.
.......................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................




Câu hỏi (tham khảo):
• Tại sao phải xác định chế độ chảy?
• Nếu như tăng lưu lượng thì tổn thất dọc đường thay đổi như thế nào? Vì sao?
• Nếu như độ nhám tuyệt đối tăng thì tổn thất dọc đường thay đổi như thế nào?
Vì sao?
• Nếu như đường kính ống đẫn tăng hoặc giảm thì tổn thất dọc đường thay đổi
như thế nào? Vì sao?
• Ngun nhân của các sai số trên.


7.2. Xác định tổn thất cục bộ trên tuyến đo lường số 5 và 6
Đối tượng đo lường là ống nhựa PVC có tổn thất cục bộ đột mở và đột thu.
Mục đích: Xác định hệ số tổn thất
cục bộ theo cơng thức lý thuyết và
so sánh kết quả tính tốn với số liệu
thực đo.
Tính tốn và so sánh tổn thất:
Tuyến đo lường số 5: Đột thu 2016 có các đường kính bên trong
tương ứng là d1 = 17mm và d2 =
14.6mm, chiều dài L = 100mm.
Tuyến đo lường số 6: đột mở 30 20 có các đường kính bên trong

tương ứng là d1 = 17mm và d2 =
28.6mm, chiều dài L = 100mm.

N
o
1

2

3

4

5

6

Loại
Lưu lượng
tổn
Qtđo
thất
cục
l/min
m3/s
bộ

V1

V2

Đột
thu

1,942

2,698

1,667

17,479 0,000291432
452133
1787

28,435 0,00044568
077667
2363

Đột
thu

Đột
thu

Đột
mở

26,631 0,000443889
328582
7637

22,503
984451 0,000376786
2939

Đột
22,996
mở

Đột
mở

V.tốc (m/s)
Re1

2

d1/∆

36381,
87991

42362,
45889

17000

14600

0,022909879

0,022058

2,345

30831,
57789

35899,
7456

17000

14600

0,023877729

0,022986

1,225

1,781

23919,
38525

27851,
37896

17000

14600

0,025440266

0,024496

2,089
3933
60

0,738
2202
59

38861,
82035

23099,
61564

17000

28600

0,022534789

0,025664

0,597
3048

8

31443,
63869

18690,
27599

17000

28600

0,023760349

0,027060

0,530
2630

27914,
39981

16592,
47541

17000

28600

0,024478196

0,027877

0,000387865

171951
2939

1,690
5578
5

20,448 0,000340481
280334

1,500
8094

d2/∆

1

Re2


4727

No

P1

P2

95

hvges

25

2.hvges.g/V22

1 - (d2/d1)4

d1

d2

0,017

0,0146

0,017

0,0146

0,017

0,0146

-3,108359768

0,017

0,0286

-7,010662727

0,05577061
7

-3,066993432

0,017

0,0286

-7,010662727

0,04305627
5

-3,004365529

0,017

0,0286

-7,010662727

1

0,73073325
2

2,038491679

0,455978908

2
0,51215702
1

1,989445203

0,455978908

3
0,29563994
4

4

1,908021015

0,455978908

-0,08633844

5

6

No

lamda1.(L1/d1).(d2/d1)4

lamda2.(L2/d2)

ttốn

lthuyết

Sai số

0,036656587

0,075528062

1,470328121

0,131211073

1,339117048

0,038205367

0,078719203

1,416541724

0,131211073

1,285330661

0,040708563

0,083876845

1,327456698

0,131211073

1,196245615

0,530939789

0,044868236

3,326494935

0,418197595

2,908297347

0,559812791

0,047308212

3,336548292

0,418197595

2,9183507

0,576725204

0,048737433

3,380834561

0,418197595

2,962636984

1

2

3

4
5

6

Ghi chú:
Cơng thức tính tốn ζlthuyết của đột mở và đột thu đều khác nhau.
Cơng thức tính tốn ζttióan được xác định theo phương trình Bernoulli viết cho 2 mặt
cắt đi qua 2 điểm cần đo áp suất với mặt chuẩn nằm ngang đi qua trục ống của tuyến
đo lường (trục của 2 ống có đường kính d1 và d2). Trong đó có tính đển tổn thất cục bộ

(đột mở hoặc đột thu) và tổn thất dọc đường trước và sau khu tổn thất, mỗi đoạn tổn
thất dọc đường có chiều dài L1 = L2 = L/2 = 50mm. Sinh viên chứng minh công thức
sau dựa vào lý luận trên:
2.h

ζ

ttoan
2

=

vges

V
2

.g



  d 2  4   L1  2d  4
L
.  + λ . 2  với hvges = ∆p/γ = (P1 - P2)/γ
  − λ .
− 1 −
2

d2 
 d1   1  d1  d1 




Cơng thức tính tốn ζlthuyết (xem sách giáo khoa).
Nhận xét và kết luận

Ta thấy hệ số tổn thất ζ tương đối lớn
Đơí với tổn thất đột thu thì sai số tương đối lớn , còn tổn thất đột mở thì sai số nhỏ .
Điều này chứng tỏ trong q trình đo có sai số
Kết luận : Nên hạn chế sử dụng những đường ống có những khúc mở rộng hay thu
hẹp đột ngột