Bài giảng Thủy khí: Chương 4,5,6 - TS. Phan Thị Tuyết Mai

12/1/2014

CHƯƠNG 4 CHƯƠNG 4

THỦY KHÍ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT THỨ NGUYÊN VÀ TƯƠNG TỰ

Giảng viên: TS. Phan Thị Tuyết Mai Bộ môn: Công nghệ Hóa học – Khoa Hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHN ĐT: 0976 898 472

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Câu hỏi tự học

CHƯƠNG 5 CHƯƠNG 5

 Khái niệm về các đại lượng có thứ nguyên và không thứ

 Khái niệm về thứ nguyên? Đơn vị cơ bản? Đơn vị dẫn

nguyên?

xuất (lấy vài ví dụ..)

DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN

 Khái niệm và ý nghĩa của các tiêu chuẩn tương tự?  Điều kiện tương tự cơ bản của hai hiện tượng là gì?  Viết biểu thức, nêu ý nghĩa và thứ nguyên của từng

thông số trong biểu thức của các tiêu chuẩn tương tự sau: Chuẩn số Râynôn-Re; Chuẩn số Ơle-Eu; Chuẩn số Prandtl-Pr; Chuẩn số Grashop=Gr;

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

NỘI DUNG CHƯƠNG 5 NỘI DUNG CHƯƠNG 5

 Chuyển

5.1. Chuyển 5.1. Chuyển độngđộng tầngtầng, , chuyển chuyển độngđộng rốirối củacủa chất chất lỏnglỏng

 TổnTổn thất

Chuyển độngđộng tầngtầng, , chuyển chuyển độngđộng rốirối củacủa chất chất lỏnglỏng

thất năngnăng lượng lượng củacủa dòngdòng chảy chảy trong trong ốngống dẫndẫn

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12/1/2014

ThíThí nghiệm

Reynold nghiệm Reynold

QuanQuan sátsát chếchế độđộ chảy chảy củacủa dòngdòng lỏng lỏng tai tai bềbề mặtmặt tựtự dodo

DòngDòng chảy chảy tầngtầng DòngDòng chảy chảy rốirối

μμ -- caocao Re Re -- thấpthấp μμ –– thấpthấp Re Re -- caocao

thành ốngống

VVtâmtâm ốngống > > VVthành

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

SựSự hìnhhình thành

thành dòng

dòng chảy

chảy rốirối trong

trong ốngống dẫndẫn

ChỉChỉ sốsố Reynold

thành dòng

dòng chảy

chảy rốirối

Reynold -- sựsự hìnhhình thành trong ốngống dẫndẫn trong

 0

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

VíVí dụdụ 11

R e 

d.v.ρ μ

Chỉ số Reynol cho dòng chảy trong ống tròn là Re = 2300. Đối với dòng đi qua ống đường kính d = 5 cm, vận tốc cuả dòng ở nhiệt độ 200C là: a) Dòng không khí b) Dòng nước Biết μkk = 1,8.10-5 [kg/m.s]; μn = 0,001 [kg/m.s];

ρkk = 1,2 kg/m3 ; ρnước = 998 kg/m3 ;

 R < 2300: Chế độ chảy tầng  2300< R < 4000: Chế độ chuyển tiếp  R > 4000: Chế độ chảy rối

ChếChế độđộ dòngdòng chảy chảy: : Chỉ sô Rêynôn

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12/1/2014

PhânPhân bốbố vậnvận tốctốc củacủa dòng

dòng chất

chất lỏnglỏng trong

trong ốngống dẫndẫn

CácCác dạngdạng tổntổn thất thất năngnăng lượng lượng trong chảy trong dòngdòng chảy

v tb 

Q S



h w

m 

Tổn thất dọc đường hd và tổn thất cục bộ hc

  h

vtb = 0,5 U0 = 0,5Umax

1 2

DòngDòng chảy chảy tầngtầng:

vtb = 0,82 U0 = 0,82 Umax

m 

1 6

T 

d30. λ.R e

d - đường kính ống, m; Re - chuẩn số Reynolds;  - hệ số trở lực do ma sát.

DòngDòng chảy chảy rốirối: :

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

TổnTổn thất

thất dọcdọc đường

đường ốngống

TổnTổn thất

đường ốngống hhdd

DòngDòng chảy

chảy đềuđều cócó ápáp

thất dọcdọc đường Phụ thuộc vào chỉ số Re và độ nhám của đường ống

CôngCông thức

Đăcxi:: thức Đăcxi

chảy trong hay hay ốngống không

trong ốngống hởhở, , không tròntròn

DòngDòng chảy trong ốngống tròntròn trong



.λ



.λ

l d

v g2.

l 4 R

v g2.

= HGL1 – HGL2

l: chiều dài; d: đường kính ồng; v: vận tốc trung bình; λ: hệ số ma sát phụ thuộc vào chỉ số Re và độ nhám thành ống n

ChếChế độđộ chảy

tầng:: chảy tầng



Q.l.μ 4

64 Re

128. d.g.ρ.π

4/1



316,0

(

)



0,316(

)

ChếChế độđộ chảy

chảy rốirối::

1 Re

μ d.v.ρ

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

TổnTổn thất

ẢnhẢnh hưởng

hưởng củacủa độđộ nhámnhám thành

thành ốngống

thất cụccục bộbộ Phụ thuộc vào chỉ số Re và đặc trưng hình học của vật cản

Công thức Vaizơbắc:

c 

v 2.g

v: vận tốc trung bình; K: hệ số cản cục bộ phụ thuộc vào chỉ số Re và đặc trưng hình học vật cản

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12/1/2014

TổnTổn thất

do van thất cụccục bộbộ do van

Van cổng

Van cầu

Van đu đưa

Van đĩa

Van góc

SốSố liệuliệu thực thực nghiệm nghiệm hệhệ sốsố KK củacủa cáccác loại loại vanvan

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

TổnTổn thất

thất cụccục bộbộ do do ốngống uốnuốn

SốSố liệuliệu thực thực nghiệm nghiệm KK củacủa vanvan cầucầu

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

TổnTổn thất thất cụccục bộbộ do do thay thay đổiđổi đường đường kínhkính ốngống dẫndẫn độtđột ngộtngột VíVí dụdụ 22

Đột mở

Bơm được sử dụng để vận chuyển nước từ (1) đến (2) qua hệ thống ống dẫn có đường kính

d = 5 cm dài 120m, với tổn thất cục bộ tỉ lệ với theo các hệ số K đưa ra trên hình.

v2 2 g2





)

c 

.K 1

ω Ω

2 v 1 2.g



(



'K 1

c  '.Kh 1

Biết ρ = 1000 kg/m3, độ nhớt động học v =10-6m2/s,Q = 0,0054 m3/s, g = 9,81 m/s2 Tính: a) Tổn thất đường ống của hệ thống (ĐS: hd = 6,53m) b) Tổng tổn thất cục bộ cuả hệ thống (ĐS:hc = 4,7 m) c) Công suất cần thiết của bơm, biết hiệu suất η = 0,8? (ĐS: Ptt = 2730 W)

Ω ω

2 v 2 g2.



Đột thu



0,5(1



)

c 

.K 2

2 v 2 g2.

ω Ω





0,5.

(



'K 2

c 

'.K 2

Ω ω

2 v 1 g2.

DòngDòng chảy DòngDòng chảy

chảy từtừ ốngống vàovào bểbể: K: K11 = 1,0= 1,0 chảy từtừ bểbể vàovào ốngống: K: K22 = 0,5= 0,5

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12/1/2014

CHƯƠNG 6 CHƯƠNG 6

BƠMBƠM

 BƠM LY TÂM

 BƠM PITTONG

VẬN CHUYỂN LƯU CHẤT (tự đọc tài liệu và trả lời câu hỏi)

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

BƠM PITTONG BƠM PITTONG

BƠM LY TÂM BƠM LY TÂM

lượng NăngNăng lượng

Bơm Chất lỏng

ThểThể tíchtích

Bơm Chất lỏng

CánhCánh dẫndẫn

 Khái niệm  Cách phân loại (nêu tên và phạm vi sử dụng một số loại bơm)  Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động  Các thông số cơ bản  Ưu, nhược điểm  Kể tên một số loại bơm li tâm ứng dụng trong cuộc sống

 Khái niệm  Cách phân loại (nêu tên và phạm vi sử dụng một số loại bơm)  Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động  Các thông số cơ bản  Ưu, nhược điểm  Kể tên một số loại bơm pittong sử dụng trong cuộc sống

và công nghiệp và công nghiệp