Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 5 - TS. Lê Thị Hồng Hiếu

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

0
104
lượt xem
29
download

Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 5 - TS. Lê Thị Hồng Hiếu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 5: Dòng chuyển động đều trong ống giới thiệu dòng chuyển động đều trong ống, phương trình cơ bản cho dòng chuyển động đều trong ống, phân bố vận tốc trong ống, tổn thất dọc đường trong đường ống, tổn thất cục bộ trong đường ống, các dạng bài toán đường ống.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ lưu chất: Chương 5 - TS. Lê Thị Hồng Hiếu

  1. Chương 5 – Dòng chuyển động đều trong ống Viscous flow in pipes/ducts
  2. Tổng quan • Dòng chuyển động trong ống là vấn đề có ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật, ví dụ thiết kế hệ thống dẫn nước, hệ thống tưới tiêu… • Nghiên cứu các trạng thái chuyển động của lưu chất trong đường ống • Tính toán tổn thất năng lượng trong đường ống • Bài toán đường ống: cho biết thông số hình học (đường kính, chiều dài) và cấu trúc đường ống (van, đoạn uốn cong, rẽ nhánh…) xác định tổn thất năng lượng  tính lưu lượng và công suất của bơm cần thiết • Các kết quả nghiên cứu liên quan dòng chuyển động trong đường ống từ thực nghiệm nhiều hơn lý thuyết
  3. Nội dung - Outline 1.Phương trình cơ bản cho dòng chuyển động đều trong ống 2.Phân bố vận tốc trong ống 3.Tôn thất dọc đường trong đường ống 4.Tổn thất cục bộ trong đường ống 5.Các dạng bài toán đường ống
  4. 1. Phương trình cơ bản Trong oáng xeùt ñoaïn vi phaân doøng chaûy ñeàu hình truï coù dieän tích dA nhö hình veõ: Löïc taùc duïng treân phöông doøng chaûy ( phöông s) : F1=p1dA 1 L G sin   F1  F2  Fms  0 Fms 2 • Lực khối: trọng lượng Gsin F2=p2dA của khối chất lỏng G=γAL 1 • Lực mặt F1-F2: áp lực G   =0 z1 2 s tại hai mặt cắt  =max z2 • Lực ma sát Fms=τχL chuaån (χ: chu vi ướt)
  5. 1. Phương trình cơ bản G sin   F1  F2  Fms  0 Độ dốc năng lượng R: bán kính thủy lực A  D2 / 4 D R    D 4
  6. 2. Phân bố vận tốc Phân biệt hai trạng thái chuyển động
  7. 2. Phân bố vận tốc Phân biệt hai trạng thái chuyển động
  8. 2. Phân bố vận tốc 2.1 Chuyển động tầng r r0 du r Jr r r u     J   du    dr o dr 2 2 J r 2  u C parabol 2 2
  9. 2. Phân bố vận tốc r 2.1 Chuyển động tầng r0 r r u dr o parabol
  10. 2. Phân bố vận tốc 2.1 Chuyển động rối
  11. 2. Phân bố vận tốc Phân biệt hai trạng thái chuyển động
  12. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường Nguyên nhân: do ma sát giữa các lớp chất lỏng với nhau và giữa chất lỏng và thành rắn. Tổn thất năng lượng càng lớn khi chuyển động trên đường ống càng dài
  13. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường 3.2 Công thức Darcy Dùng phương pháp phân tích thứ nguyên, chứng tỏ tổn thất dọc đường có dạng λ: hệ số tổn thất dọc đường 2 L V hd   D 2g Dòng chuyển động tầng: λ=64/Re Dòng chuyển động rối: λ=f(Δ/D,Re), với Δ: chiều cao các mô nhám Δ/D: độ nhám tương đối
  14. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường Xác định hệ số tổn thất dọc đường λ Rối thành Rối thành hoàn nhám thủy tòan nhám λ=f(ε) transition lực λ=f(ε,Re) λ Rối thành trơn thủy lực λ=f(Re)
  15. Xác định hệ số tổn thất dọc đường λ Khu chuyeå tieá n p ÑOÀ MOODY THÒ 0,1 Khu chaû roá y i Khu 0,09 thaøh nhaù n m Khu chaû roáthaøh nhaù hoaø toaø (Khu söù caû bình phöông) y i n m n n c n Chaû taàg y n 0,08 0,07 0,05 0,04 0,06 0.03 0,05 0,02 0,015 0,04 0,01  0,008 0,006 0,03 0,004  0,025 D 0,002 0,02 0,001 0,000 6 Khu chaû roá y i 0,000 4 0,015 thaøh trôn n 0,000 2 0,000 1 0,000 05 0,01 0,000 005 0,009 0,000 007 0,008 0,000 01 1 2 3 45 7 14 2 3 45 7 15 2 3 45 7 16 2 3 45 7 17 2 3 4 5 7 18 x103 x10 x10 x10 x10 x10 Re = vD/
  16. Xác định hệ số tổn thất dọc đường λ
  17. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường
  18. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường Xác định hệ số tổn thất dọc đường λ Công thức thực nghiệm
  19. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường 3.2 Công thức Chézy 2 Q hd  2 L K
  20. 3. Tổn thất năng lượng dọc đường – Ví dụ 1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản