94
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 dọc đường
4. Tổn thất cột áp cục bộ
5. Tính toán thủy lực đường ống
95
1.1 Hai trạng thái chảy.
• Chảy tầng: ReD2300
• Chảy rối: ReD> 2300
u
t
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)
CHƯƠNG 5. DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
1. Các khái niệm
l: biên độ giao động trung bình của phần tử lưu chất, y: khoảng cách từ thành ống tới điểm tính toán
96
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)
CHƯƠNG 5. DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
1. Các khái niệm
97
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
s
1
1
2
2
l
V1
V2
0
lsin
z1
z2
00
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:
CHƯƠNG 5. DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
2. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều
98
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
2
Lớp mỏûng chảy tầng
Đường cong Parabol
Đường cong Logarit
y
• Tích phân cho kết quả quy luật
của profil vận tốc:
J
r
dr
du
2
dr
du
2
0
max 1R
r
uu
a) Trường hợp chảy tầng
4
2
0
max
JR
u
Với
t
Rr
0
2
2
0
dy
du
y
y
u
dy
du 1
*
Ey
u
uln
*
0* u
b) Trường hợp chảy rối.
Xét khi
Với
CHƯƠNG 5. DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH TRONG ỐNG CÓ ÁP
2. Phương trình cơ bản của dòng chảy đều
