12/1/2014
1
THỦY KHÍ
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
CHƯƠNG 4CHƯƠNG 4
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
THỨ NGUYÊN VÀ TƯƠNG TỰ
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
Câu hỏi tự học
Khái niệm về các đại lượng có thứ nguyên và không thứ
nguyên?
Khái niệm về thứ nguyên? Đơn vị cơ bản? Đơn vị dẫn
xuất (lấy vài ví dụ..)
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
CHƯƠNG 5CHƯƠNG 5
DÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪNDÒNG CHẢY TRONG ỐNG DẪN
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
NỘI DUNG CHƯƠNG 5NỘI DUNG CHƯƠNG 5
ChuyểnChuyển độngđộng tầngtầng, , chuyểnchuyển độngđộng rốirối củacủa chấtchất lỏnglỏng
TổnTổn thấtthất năngnăng lượnglượng củacủa dòngdòng chảychảy trongtrong ốngống dẫndẫn
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
5.1. 5.1. ChuyểnChuyển độngđộng tầngtầng, , chuyểnchuyển độngđộng rốirối củacủa chấtchất lỏnglỏng
12/1/2014
2
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
ThíThí nghiệmnghiệm ReynoldReynold
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
QuanQuan sátsát chếchế độđộ chảychảy củacủa dòngdòng lỏnglỏng tai tai bềbề mặtmặt tựtự dodo
VVtâmtâm ốngống > > VVthànhthành ốngống
μμ -- caocao
Re Re -- thấpthấp μμ –– thấpthấp
Re Re -- caocao
DòngDòng chảychảy tầngtầng DòngDòng chảychảy rốirối
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
SựSự hìnhhình thànhthành dòngdòng chảychảy rốirối trongtrong ốngống dẫndẫn
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
0<Re<1: Chất lỏng vô cùng nhớt (chuyển động rão)
1<Re<100 : Chế độ chảy tầng, phụ thuộc rất mạnh vào chỉ số Re
100<Re<103: Chế độ chảy tầng, sử dụng lý thuyết lớp biên
103<Re<104:Chuyển tiếp sang chảy rối
104< Re < 106Chế độ chảy rối, phụ thuộc vừa phải vào Re
106< Re < : Chế độ chảy rối, phụ thuộc vừa phải vào Re
ChỉChỉ sốsố ReynoldReynold -- sựsự hìnhhình thànhthành dòngdòng chảychảy rốirối
trongtrong ốngống dẫndẫn
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
R < 2300: Chế độ chảy tầng
2300< R < 4000: Chế độ chuyển tiếp
R > 4000: Chế độ chảy rối
ChếChế độđộ dòngdòng chảychảy: : Chỉ sô Rêynôn
μ
d.v.ρ
Re
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
VíVí dụdụ 11
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;
12/1/2014
3
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
PhânPhân bốbố vậnvận tốctốc củacủa dòngdòng chấtchất lỏnglỏng trongtrong ốngống dẫndẫn
DòngDòng chảychảy tầngtầng:
2
1
m
vtb = 0,5 U0= 0,5Umax
S
Q
vtb
6
1
m
vtb = 0,82 U0= 0,82 Umax
DòngDòng chảychảy rốirối: :
λ.R
d30.
δ
e
T
d - đường kính ống, m;
Re - chuẩn số Reynolds;
- hệ số trở lực do ma sát.
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
CácCác dạngdạng tổntổn thấtthất năngnăng lượnglượng trongtrong dòngdòng chảychảy
Tổn thất dọc đường hdvà tổn thất cục bộ hc
cd hhhw
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
= HGL1– HGL2
TổnTổn thấtthất dọcdọc đườngđường ốngống hhdd
hd
Phụ thuộc vào chỉ số Re và độ nhám của đường ống
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
DòngDòng chảychảy đềuđều cócó ápáp
trongtrong ốngống tròntròn
g2.
v
.
d
.λh
2
d
l
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 chảychảy tầngtầng::
4
td.g.ρ.π
Q.l.μ128.
Re
64
λ
ChếChế độđộ chảychảy rốirối::
4/14/1
r)
d.v.ρ
μ
0,316()
Re
1
(316,0λ
CôngCông thứcthức ĐăcxiĐăcxi::
TổnTổn thấtthất dọcdọc đườngđường ốngống
DòngDòng chảychảy trongtrong ốngống hởhở, ,
hay hay ốngống khôngkhông tròntròn
g2.
v
.
4
.λh
2
dR
l
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
ẢnhẢnh hưởnghưởng củacủa độđộ nhámnhám thànhthành ốngống
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
TổnTổn thấtthất cụccục bộbộ
Công thức Vaizơbắc:
2.g
v
.Kh
2
c
v: vận tốc trung bình;
K: hệ số cản cục bộ phụ thuộc vào chỉ số Re và đặc trưng hình học vật cản
Phụ thuộc vào chỉ số Re và đặc trưng hình học của vật cản
12/1/2014
4
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
TổnTổn thấtthất cụccục bộbộ do vando van
Van cổng Van cầu
Van góc
Van đu đưa
Van đĩa
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
SốSố liệuliệu thựcthực nghiệmnghiệm hệhệ sốsố KK củacủa cáccác loạiloại vanvan
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
SốSố liệuliệu thựcthực nghiệmnghiệm KK củacủa vanvan cầucầu
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
TổnTổn thấtthất cụccục bộbộ do do ốngống uốnuốn
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
TổnTổn thấtthất cụccục bộbộ do do thaythay đổiđổi đườngđường kínhkính ốngống dẫndẫn độtđột ngộtngột
2.g
v
.Kh
2
1
1c 2
1)
Ω
ω
(1K
g2.
v
'.Kh
2
2
1c 2
11)
ω
Ω
('K
Đột mở
Đột thu
g2.
v
.Kh
2
2
2c 2
2)
Ω
ω
0,5(1K
g2.
v
'.Kh
2
1
2c 1)
ω
Ω
(
ω
Ω
0,5.'K2
ω
ω
DòngDòng chảychảy từtừ ốngống vàovào bểbể: K: K11 = 1,0= 1,0
DòngDòng chảychảy từtừ bểbể vàovào ốngống: K: K22 = 0,5= 0,5
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
VíVí dụdụ 22
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.
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)
g2
v2
2
12/1/2014
5
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
CHƯƠNG 6CHƯƠNG 6
VẬN CHUYỂN LƯU CHẤT
(tự đọc tài liệu và trả lời câu hỏi)
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
BƠMBƠM
BƠM LY TÂM
BƠM PITTONG
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
BƠM LY TÂMBƠM LY TÂM
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
và công nghiệp
CánhCánh dẫndẫn
Chất lỏng Bơm
NăngNăng lượnglượng
Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS
BƠM PITTONGBƠM PITTONG
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
ThểThể tíchtích
Chất lỏng Bơm
NăngNăng lượnglượng