D. Chương 7:

Chương này sẽ vận dụng những phương trình liên tục, nguồn năng lượng và động lượng để điều tra và nghiên cứu dòng chảy đều ( lưu chất không nén được ), trong đường ống tròn có đường kính không đổi D .

7.1. Đặc trưng chung:

• Năng lượng, động năng, thế năng: Vì D=Const → diện tích ướt A=const + lưu lượng Q=const → V = Q/A = const; → động năng = const. Vì lưu chất thực, có ma sát nên năng lượng E = thế năng + động năng  sẽ giảm dần dọc dòng chảy. Vì động năng = const → sự tổn thất năng lượng = sự giảm thế năng dọc dòng chảy → vì thế người ta có thể dùng áp kế đo chênh một hoặc hai chất lỏng (chương 2) để đo đạc tổn thất năng lượng giữa 2 mặt cắt của dòng chảy.

Chảy tầng, chảy rối và số Reynolds:

Với : V ( m / s ) : tốc độ trung bình mặt phẳng cắt ;
D ( m ) : đường kính ống ;
ν ( mét vuông / s ) : thông số nhớt động học, với nước ở 20 oC → ν = 10-6 mét vuông / s .
Re : số không thứ nguyên. Nếu Re < 2300 → chảy tầng ; ngược lại là chảy rối : chảy rối thành trơn, thành nhám và thành trọn vẹn nhám ( khu sức cản bình phương ) .

7.2 Tổn thất dọc đường trong đường ống:

• Công thức Darcy:

Với hd ( m ) : Tổn thất dọc đường ;
L ( m ) : khoảng cách giữa 2 mặt phẳng cắt ;
V ( m / s ) : tốc độ trung bình mặt phẳng cắt ;
λ : thông số tổn thất ( nguồn năng lượng ) dọc đường ;

Với ε ( m ) : độ nhám tuyệt đối của đường ống ;
D ( m ) : đường kính ống ;

Re      : số Reynolds

          – Chảy tầng: λ = 64/Re ; Moody,  dựa trên 2 giá trị ε/D và Re.

• Công thức Chezy:

          – Chảy rối : Để xác định λ, dùng giản đồ

Ở đây : Q. ( m3 / s ) : lưu lượng trong ống ;
hd ( m ) : Tổn thất dọc đường ;
L ( m ) : khoảng cách giữa 2 mặt phẳng cắt ;
K ( m3 / s ) : môđun lưu lượng ;

Với : n : Hệ số nhám Manning ;
R ( m ) : nửa đường kính thủy lực ;
P. ( m ) : chu vi ướt ;
A ( mét vuông ) : diện tích quy hoạnh ướt ;
D ( m ) : đường kính ống .

• Liên hệ giữa n và λ:

Khi dòng chảy thuộc khu sức cản bình phương (hay khu chảy rối thành hoàn toàn nhám), công thức Chezy tính theo Manning (C=R1/6/n). Ta có công thức quy đổi λ ra n trong hệ thống đơn vị SI như sau:

7.3 Tổn thất cục bộ:

với : hcb ( m ) : tổn thất cục bộ ;
ξ ( hoặc k ) : thông số tổn thất cục bộ ;
V ( m / s ) : tốc độ trước hoặc sau khi xảy ra tổn thất cục bộ ( tùy theo hướng dẫn của nguồn tài liệu phân phối ) .

Trên đây là phần kỹ năng và kiến thức cơ bản của dòng chảy đều trong ống tròn .

Source: https://vinatrade.vn
Category : Công thức cần nhớ