93
Chương 5. DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
1. Các khái niệm
2. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều
3. Tổn thất cột áp
4. Tính toán thủy lực đường ống
94
1.
CÁC KHÁI NIỆM (1/2)
1.1
Hai trạng thái chảy.
Chảy tầng: ReD2300
Chảy rối: ReD> 2300
u
(Chảy rối)
u
t
u
(Chảy tầng)
u
dy
du
l
t
2
troän xaùo daøi chieàu -
yl
Mô hình rối Prandtl (1925)
uuu
u
1.2
Mô hình Boussinesq
Phép phân tích Reynolds:
( - vận tốc trung bình thời gian; u’ – vận tốc mạch động)
teff
Mô hình Boussinesq:
• Các đ.lượng tính toán trong dòng chảy rối là đ.lượng trung bình thời gian.
• Dòng chảy rối có độ nhớt:
(
eff – độ nhớt hiệu dụng ;
t– độ nhớt rối)
Pgs.Ts
95
1.
CÁC KHÁI NIỆM (2/2)
1.3
Lớp mỏng chảy tầng.
Hai chế độ chảy:
–> -> chế độ chảy thành trơn thủy lực
– -> chế độ chảy thành nhám thủy lực
(Lõi rối)
(Lớp mỏng chảy tầng)
Pgs.Ts
96
2.
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA DÒNG CHẢY ĐỀU (1/2)
2.1
Phương trình cơ bản.
Ngoại lực tác dụng trên phương
chuyển động:
•Gs=
lAsin
- trọng lực
•P1- P2= (p1- p2)A – áp lực
•Fms =
0lP – lực msát trên vỏ ống
P1
P2
G
Gs
1
1
2
2
l
V1
V2
0
lsin
z1
z2
0
RJ
0
löïc thuûy doác ñoä
lhJ
f
Từ (1) và (2) =>
112221 VVQFPPG mss
(1) l
R
p
z
p
z
02
2
1
1
Ptrình bthiên Đlượng trên phương s:
(2)
f
h
p
z
p
z
2
2
1
1
f
h
g
αV
γ
p
z
g
αV
γ
p
z 22
2
22
2
2
11
1
Ptrình Bernoulli cho đoạn dòng chảy từ mc 1-1 -> mc 2-2:
Pgs.Ts
97
2.
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA DÒNG CHẢY ĐỀU (2/2)
2.2
Lời giải.
Xét mặt trụ bán kính r. Ptrình cơ bản cho dòng chảy bên trong mặt trụ:
r
R0y
2rR
J
r
J
r
dr
du
2
dr
du
2
0
max 1R
r
uu
-
Trường hợp chảy tầng
4
2
0
max
JR
u

t
Rr
0
2
2
0
dy
du
y
y
u
dy
du 1
*
Ey
u
uln
*
0
*
u
Trường hợp chảy rối.
Xét khi
Profil vận tốc:
Lớp mỏng chảy tầng
Đường cong Logarit
Đường cong Parabol
y
Vùng phân bố logarit
Pgs.Ts