11/17/2014

Chương 3

ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC LƯU CHẤT

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

NỘI DUNG CHƯƠNG 3 NỘI DUNG CHƯƠNG 3

Phần 1: ĐỘNG HỌC CHẤT LỎNG

Phần 1: Động học chất lỏng

1. Phương pháp nghiên cứu

Phần 2: Động lực học chất lỏng

2. Các đặc trưng động học

3. Một số định lý cơ bản của động học chất lỏng

4. Phương trình liên tục

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

1

11/17/2014

2. 2. CácCác đặcđặc trưng

trưng động

động họchọc

1. 1. Phương

Phương pháp

pháp nghiên

nghiên cứucứu

a. a. PhânPhân loại

động chuyển động

0

 Chuyển động không ổn định:

 Phương pháp Lagrange:

0

 Chuyển động ổn định:

loại chuyển  t    t

Xác định được quĩ đạo chuyển động của phần tử lưu chất

 Chuyển động đều:  Chuyển động không đều:

 Phương pháp Ơle:

Xác định được dòng của các phần tử lưu chất

 Dòng chảy có áp (cưỡng bức): không có mặt thoáng

 Dòng chảy không áp (tự do): có mặt thoáng

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

b. b. MôMô tảtả dòng

dòng chảy

chất chảy lưulưu chất

dt

)

 tV A  (

 )(tVA

Quỹ đạo chuyển động

y

 x

 x

dt

)

A  t (

 xd

 QuĩQuĩ đạođạo chuyển chuyển độngđộng,, rd  Đường Đường dòngdòng,,

x

z

t

dx dy

 

dtu x u dt

,

or

dt

x

x

tdv

0

 V A



dr u

dz u

dx u z

dy yu

z

 xd A dt

t

dz

0

y dtu z

 Chuỗi Chuỗi dòngdòng

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

2

11/17/2014

Đường dòng

Đường dòng không cắt nhau

  txdxV ( ),

TínhTính chất chất củacủa đường đường dòngdòng

y

 ),( txV

   tVV

   xdx

 xd

 x

   VV t

 V n

 V t

 0

 nV

x

z

 ),( txVxd //    txVxd ),( 0

Tại mỗi điểm trong không gian, ở mỗi thời điểm chỉ có một đường dòng đi qua

 

d

dr u

dx u

dz u

x

dy yu

z

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Ống dòng, dòng nguyên tố, dòng chảy

Hình ảnh đường dòng, mặt dòng và ống dòng của dòng khí xung quanh ô tô và cánh máy bay đang chuyển động

 Ống dòng: Các đường dòng tựa lên một vòng kín vô cùng nhỏ ta được một ống dòng. Chất lỏng chảy đầy trong ống dòng gọi là dòng nguyên tố. Chất lỏng không thể xuyên qua ống dòng.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

3

11/17/2014

Chuỗi dòng

Sự phun thuốc nhuộm  xd

Một số hình ảnh về chuỗi dòng

P

)(t

 xD

)(t

 xC

Điểm A đi qua điểm P tại thời điểm t-tA Điểm B: t-tB Điểm A: t-tC Điểm A: t-tD

A

)(t

 xA

)(t

 xB

B

B

C

 x  x  x C  x

t ( ( t ( t t (

   

dt A dt dt dt

) ) ) )

D

D

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Sự trùng hợp của quĩ đạo, đường dòng, chuỗi dòng

thủy lựclực

c. c. CácCác yếuyếu tốtố thủy  Mặt cắt ướt S(m2): Là mặt cắt của dòng chảy, vuông góc với các đường

dòng, có diện tích

ds

S



s

Quĩ đạo, đường dòng, dòng chuỗi là trùng nhau

dS là mặt cắt ngang của dòng nguyên tố  Chu vi ướt X (m): Là phần chu vi của mặt cắt ướt mà trên đó lưu chất tiếp

xúc với thành rắn

 Bán kính thủy lực (m):

rtl 

Chuyển độngđộng ổnổn địnhđịnh Chuyển

S X

Đối với ống trụ tròn, đường kính d, chất lỏng choán đầy ống

2

Quĩ đạo, đường dòng, dòng chuỗi là không trùng nhau

r tl

πd 4 πd

d 4

 Đường kính thủy lực (m):

d  tl

r4 tl

Chuyển độngđộng không Chuyển không ổnổn địnhđịnh

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

4

11/17/2014

 Sự phân bố vận tốc

3. 3. ĐịnhĐịnh lýlý cơcơ bảnbản củacủa động

chất động họchọc lưulưu chất

- Định lý về sự biến dạng của phân tố chất lỏng

 Lưu lượng thể tích (m3/s):

dV=V.dt.dS.cosθ = (V.n).dS = Un.dS.dt

dQ

.dSU

n

Một số dạng chuyển động của lưu chất (a) Chuyển động tịnh tiến (b) Chuyển động quay (c) Biến dạng dài (d) Biến dạng góc

dV dt

Q

dQ

u

.dS

n

0

bd

v

v

 urΩ.

S

S

u.dS

S

v

tb

 Lưu lượng khối (kg/s):

 Vận tốc trung bình (m/s): . m

Q S  ρ.Q

S ρ.u.S

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

4. 4. Phương

Phương trình

trình liênliên tụctục

0

Viết phương trình bảo toàn khối lượng đối với dòng chảy ổn định qua ống dòng với dòng vào và dòng ra theo một chiều

dm dt quát:: tổng quát

Phương trình Phương

z

C

G

DòngDòng ổnổn địnhđịnh::

dạng tổng 

y

x

z

B

Phương trình liên tục đối với dòng nguyên tố

0

i

vào

i

ra

u

dx

x

dz

 u x  x

H

F ux

trình liênliên tụctục dạng  uρ  y

 uρ  z

 uρ  x

 ρ  t

i

i

dy

A

E

DòngDòng ổnổn địnhđịnh::

i

. m

(

)

. )m( i

vào

ra

D dx y

i

i

y

x

z

x

0

O

 uρ  x

 uρ  y

 uρ  z

. vSρm 111

vSρ 22

2

DòngDòng ổnổn địnhđịnh, , không

không nénnén::

u

DòngDòng ổnổn địnhđịnh, , không

không nénnén::

0

 u x  x

y  y

 u z  z

const

v

v  2

1

 vSQ 11

vS 2

2

S 1 S 2

 )vS(ρ i i )vS(ρ i i

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

5

11/17/2014

Nước ở 200C chảy ổn định qua ống với lưu lượng 40 kg/s như hình bên. Giả sử dòng không nén. Nếu D1 = 18 cm, D2 = 5cm. Tính vtb = ? (m/s) a) Tại thiết diện 1 b) Tại thiết diện 2

Nước ở 200C chảy ổn định qua thùng kín như hình bên. Giả sử dòng không nén. Tại cửa 1: D1 = 6cm, Q1 = 100 m3/h Tại cửa 2: D2 = 5cm, vtb2 = 8 m/s Nếu D3 = 4 cm thì: a) Q3 = ? m3/h b) vtb3 = ? m/s

Ví dụ 1 Ví dụ 2

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Nước ở 200C đang được rót vào trong một thùng hở như hình bên. Giả sử dòng không nén. a) Viết biểu thức biểu diễn sự biến đổi độ cao mức nước

Nước không nén, chảy ổn định ở 200C được bơm vào thùng chứa qua hai cửa vào 1 và 2. Không khí được giữ ở đỉnh thùng. a) Hãy lập biểu thức tính thay đổi chiều cao mức nước trong thùng: dh/dt b) Tính dh/dt nếu D1 = 2,5 cm, D2 = 7,5 cm, v1 = 1m/s, v2 = 2 m/s, d = 2m

Với Q1, Q2, Q3 bất kỳ, đường kính thùng d bất kỳ.

dh dt

a) Nếu h = const, tính vận tốc tháo nước v2 = ?

Biết v1 = 3m/s, Q3 = 0,01 m3/s

Ví dụ 4 Ví dụ 3

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

6

11/17/2014

Một phòng chứa bụi với nồng độ đồng nhất C, khối lượng riêng ρbui Được làm sạch bằng cách đưa khí sạch vào phòng. Viết biểu thức thể hiện tốc độ thay đổi khối lượng bụi trong phòng?

Một thùng thiết diện S chứa nước muối biển có độ mặn C và khối lượng riêng ρ. Một dòng nước có độ mặn C1 được dẫn vào thùng ở cửa 1 và dòng ra ở cửa 2. Xác định tốc độ thay đổi khối lượng muối trong thùng

ρ2, v2, S2

Dòng nước vào

dmmuôi = ? dt

dmbui = ? dt

Dòng nước ra

ρ1, v1, S1

ρ1, v1, S1

ρ2, v2, S2

Ví dụ 5 Ví dụ 6

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Phương trình động lượng – Định lí Ơle 1

)v

 FF

 m F k

 

d(m. dt

Phần 2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG

F: Ngoại lực tác dụng lên khối chất lỏng

Nghiên cứu các quy luật chuyển động của chất lỏng dưới tác dụng của lực và những ứng dụng của nó.

 Phương Phương trình trình độngđộng lượng lượng –– Phương Phương trình trình ƠleƠle 11

 .vmF

2

2

 .vm 1

1

 Phương Phương trình trình momen lượng momen độngđộng lượng

const

   mmm 1

2

ρ.Q.v

ρ.Qv

F

2

1

 .vm

F



 .vm 1

2



 Phương Phương trình trình bảobảo toàntoàn năngnăng lượng lượng –– Phương Phương trình Becnuli trình Becnuli

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

7

11/17/2014

VíVí dụdụ 77

ỨngỨng dụng

dụng củacủa phương

trình động

động lượng

lượng ––

phương trình ĐịnhĐịnh lílí ƠleƠle 11

Một luồng chất lỏng phun vào vật cố định với vận tốc không đổi, như hình vẽ. Giả thiết dòng ổn định, áp suất khí quyển mọi chỗ đều bằng pa, bỏ qua ma sát. a) Tìm các lực thành phần Fx, Fy b) Tìm biểu thức liên hệ giữa lực F và góc θ.

 Tính lực đẩy của động cơ phản lực hoặc của một tên lửa

 Tính lực tác dụng lên các cánh tuabin, cánh quạt, bơm…

 Nghiên cứu hiện tượng va đập thủy lực trong đường dẫn có áp

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

2

 .vmF

 vm 1

1

2

2

2

1

ρ.S.v

Một luồng chất lỏng với vận tốc v0 đập vào vật chắn cố định đang chuyển động sang phải với vận tốc v như hình vẽ. Tìm lực cần thiết giữ vật chắn để nó chuyển động với vận tốc v không đổi. Biết ρn =1000 kg/m3, S0 = 3 cm2, vận tốc v0 = 20 m/s, v =15 m/s.

 

    mmm  v v v 1

-

cosθo

2  .v.(1mFx

.v.sinθ

  mFy

1/2

1/2

F

.v.[sin

2 θ

(cosθ

 m

 m2

.v.sin

(F x

)F y

]1) 2

θ 2

F

2.sin

θ 2

 .vm

VíVí dụdụ 77 VíVí dụdụ 88

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

8

11/17/2014

Công suất của luồng lỏng cung cấp cho vật chắn di động là:

vào

 m

  ra m

VíVí dụdụ 88 VậtVật chắnchắn làlà mặtmặt phẳng phẳng vuông vuông gócgóc vớivới luồng chất luồng lưulưu chất

.v

.v

v)

.(v

.Sρ 1 1

1

.Sρ 2

2

2

0

0

Công suất cực đại mà luồng lỏng cung cấp cho vật chắn di động khi:

ρ

ρ

ρ

v

v

(v.2

v)

S

S

1

2

0

1

2

0

S 1

2

0

v

v

(v

v)

.Sρ 0 1 2 5 15-20

m/s

1

2

0

N

ρ.Q

.Q.

max

2 v 0 4

1  . 2

 .vm 1

 .vm 2

 .vm 0

1x

2x

0x

 F x

ρ.Q.(v

2v)

0

v

0

dN dv

v

0

v

(v

v)

5

m/s

1

2

   mm

 m.

.(v

v)

v 1x

2x

0x

0

2 v 0 2.g v 0 2

0

.S 0

0

0

1 2

1 2

Công suất vốn có của luồng lỏng:

2

F



 .vm 0



.(v

v)



N5,7

x

.Sρ 0

0

0

0x

N

ρ.Q

γ.Q.

0

2 v 0 2

2 v 0 2.g

 .vm 1

 .vm 2

 .vm j

0

F y

1y

2y

jy

Khi vật chắn phẳng đặt thẳng góc và di chuyển theo chiều dòng chất lỏng thì ta chỉ lợi dụng được tối đa là nửa công suất vốn có của bẳn thân luồng

N = Fx.v = ρ.Q.(v0- v).v

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Một vật được giữ cân bằng bởi một vòi phun nước chảy ổn định như hình vẽ Tính v0 của dòng nước nếu tổng trọng lượng hệ là 700N. ρn = 1000 kg/m3

Một vòi phun nước đập vào tấm phẳng như hình. Bỏ qua lực hấp dẫn và masat. a) Tính lực F cần giữ cho tấm phẳng cố định? b) Tính công suất vòi nước cung cấp cho tấm chắn ?

VíVí dụdụ 99 VíVí dụdụ 1010

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

9

11/17/2014

θ = 1800

Fx.= ρ.Q.(v0 - v).(1-cosθ)

Fx.= 2ρ.Q.(v0 - v)

Một vòi phun nước đổi chiều như hình vẽ. Tính giá v0max nếu giá trị cực đại của lực giữ tấm chắn là F0.

Công suất của luồng cung cấp cho vật chắn: N = Fx.v = 2ρ.Q.(v0 - v).v

Công suất cực đại mà luồng lỏng cung cấp cho vật chắn:

N

ρ.Q

γ.Q.

max

2 v 0 2

2 v 0 2.g

v

ρ.Q.(v

2v)

0

0

v 0 2

dN dv

Khi vật chắn có dạng cong đối xứng di chuyển theo chiều dòng luồng thì có thể sử dụng toàn bộ công suất của luồng lỏng

Hình dạng của cánh tuabin xung kích “kiểu gáo” ngày nay.

VậtVật chắnchắn làlà mặtmặt cong cong đốiđối xứng xứng vớivới luồng chất luồng lưulưu chất VíVí dụdụ 1111

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Một vòi phun nước vận tốc v, tiết diện S đập vào một cái gầu gắn trên bánh đà của tuabin đang quay với vận tốc góc ω như hình vẽ. Tính công suất cực đại mà dòng nước cung cấp cho bánh đà ? Biết lưu lượng dòng Q = 0,1 m3/s, đường kính ống D = 5 cm, ρn = 1000 kg/m3

VíVí dụdụ 1111

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

10

11/17/2014

Phương trình momen động lượng – Định lí Ơle 2

0

M

0



Ld dt

Công suất của tuabin quay

M0 là momen ngoại lực

Vận tốc theo: ve = r.ω

N = M0.ω

0

2

dL

.S

.v

.dt.v

.cos

)

.v

.cos

)

0

 ( 2

2

2

.r 22

 2

 ( 1

.S 1

.dt.v 1

.r 11

 1

η <1: Hiệu suất chung của tuabin

Ld  (m. .r)v  (m. .r)v 1 N = η.M0.ω

0

2

Momen lực do dòng lỏng gây ra

dL   .Q.(v .cos  .cos ).dt .r 2  2 .rv 11  1

0

2

2

1

Định luật bảo toàn momen động lượng:

M  ρ.Q.(v .cosα  .cosα ) .r 2 .rv 11

M0 = 0 L0 = const

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Nước với lưu lượng 0,08 m3/s chảy qua đoạn ống uốn đường kính d = 4 cm như hình. a) Tính tổng momen ngoai luc tác dụng lên đoạn ống? b) Tính momen xoắn T0 cần đặt vào điểm B để ống không bị quay? Biết áp suất dư p1 = 2,0 atm, p2 = 1,6 atm, ρ = 1000 kg/m3, pa = 1 atm.

Một ống dẫn nước, tạ iđoạn uốn cong được giữ tại điểm A (như hình vẽ). Chất lỏng được coi là không nén, áp suất khí quyển là pa = 1 at. a) Viết biểu thức tính tổng momen ngoai luc tác đông lên đoạn ống uốn b) Viết biểu thức tính moment xoắn T cần thiết phải đặt tại A c) Tính moment xoắn T nếu D1 = D2 = 8 cm, áp suất dư p1 = 6,75 at, p = 5,4 at, v = 12 m/s, h1 = 5cm, h2 = 25 cm, ρ = 1000 kg/m3

pa = 1at ρ= constant

VíVí dụdụ 1414 VíVí dụdụ 1313

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

11

11/17/2014

Một đoạn ống uốn như hình. D1 = 27 cm, D2 = 13 cm. Nước chảy qua ống có lưu lượng Q = 0,18 m/s, p1 = 197 kPa. Tính momen xoắn T0 cần đặt vào điểm B để giữ cho ống uốn ổn định.

VíVí dụdụ 1515

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Cho sơ đồ một bơm li tâm với vận tốc góc ω. Chất lỏng vào trục và đi qua các cánh bơm quay từ v1 đến v2 và áp suất thay đổi từ p1 đến p2. a) Viết biểu thức tính momen xoắn T0 cần đặt vào cánh bơm để chất lỏng chuyển động ổn định. b) Tính T0 biết r1 = 0,2m; r2 = 0,5 m; b = 0,15m, ω = 600 vòng/phút, Q = 2,5 m3/s; ρ = 1000 kg/m3

Một cái máy tưới nước 3 cánh nhìn từ trên xuống có dạng như hình. Nước được cấp đi qua trục quay với lưu lượng là 2,5 m3/h. Đường kính ống d = 7 mm, chiều dài cánh tay quay là R = 15 cm. Bỏ qua masát tính vận tốc góc của cánh ω= ? (rad/s) Xét lần lượt 2 trường hợp θ = 00 và θ = 400

VíVí dụdụ 1717 VíVí dụdụ 1616

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

12

11/17/2014

Cho sơ đồ một bơm li tâm với vận tốc góc ω. Chất lỏng vào trục và đi qua các cánh bơm quay với vận tốc thay đổi từ v1 đến v2 và áp suất thay đổi từ p1 đến p2. a) Viết biểu thức tính momen xoắn T0 cần đặt vào cánh bơm để chất lỏng chuyển động ổn định. b) Tính T biết r1 = 0,2m; r2 = 0,5 m; b = 0,15m, ω = 600 vòng/phút, Q = 2,5 m3/s; ρ = 1000 kg/m3

VíVí dụdụ 1717

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Một máy tưới cỏ một cánh tay quay được quan sát từ xuống như hình vẽ. Cánh tay quay quanh trục O với vận tốc góc ω không đổi. Lưu lượng thể tích vào cánh tay tại O là Q, chất lỏng coi là không nén. Moment xoắn cản tại O là T0 do lực ma sát. a) Viết biểu thức tính ω? b) Tính T0 , biết d = 5 cm, R = 1m, Q = 3,6m3/h T = 0,2N.m

VíVí dụdụ 1818

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

13

11/17/2014

Phương trình bảo toàn năng lượng

2

-

dW-dQ

dE

dQ dt

dW dt

dE dt

gz

const

 z

const

2 v  2

g

p  g

v 2

p 

2

Phương trình Phương trình Bernouli Bernouli vớivới chất chất lỏnglỏng lýlý tưởng tưởng chuyển chuyển độngđộng

 v

 p

gz

const

1 2

2

2

1 2

z

z 1

2

mh

v 1 2 g

p 1  g

v 2 2 g

p 2  g

Năng lượng trên một đơn vị khối lượng e = enội năng + eđộng năng + ethế năng + ekhác Phương trình Phương trình Becnuli Becnuli vớivới chất chất lỏnglỏng thực thực chuyển chuyển độngđộng e = u + v2 + g.z = const

Tích phân Becnuli

dp  ρ

v2 2

α1

α2

54

11/17/2014

Phương trình Phương trình Becnuli Becnuli vớivới toàntoàn dòngdòng + + g.z = const = C

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Cho một van xả áp như hình, biết lưu lượng của dòng là 1m3/phút. Giả sử dòng không masat, tính lực F cần thiết đặt vào kẹp để giữ van.

 Điều kiện dòng chảy ổn định, chất lỏng không nén được và lực khối có thế.  PT Becnuli là một dạng của định luật bảo toàn năng lượng

Ý Ý nghĩa nghĩa pphương hương trình Becnuli trình Becnuli VíVí dụdụ 1919

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

14

11/17/2014

Ứng dụng phương trình Becnuli

 XácXác địnhđịnh độđộ caocao đặtđặt bơmbơm

 DòngDòng chảy chảy qua qua vòivòi

 DụngDụng cụcụ đođo vậnvận tốctốc, , ốngống PitôPitô--Prandtl Prandtl

CV

 LưuLưu lượng Venturi lượng kếkế Venturi

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

XácXác địnhđịnh độđộ caocao đặtđặt bơmbơm

DòngDòng chảy

qua vòivòi

chảy qua VíVí dụdụ 2121

Tìm mối liên hệ giữa vận tốc dòng chảy qua vòi với đô cao h? Coi dòng chảy không masat.

Đường năng

Đường áp suất thủy tĩnh

VíVí dụdụ 2020 Cho bơm li tâm hút nước từ giếng lên. Áp suất tại mặt giếng là pa. Lưu lượng bơm Q = 0,025m3/s. Tại miệng vào bơm có áp suất chân không pck= 6,87.104 Pa. Ống hút có đường kính D = 12cm. Tổn thất trong ống hút là hw = 1m cột nước. Xác định độ cao đặt bơm h =?(khoảng cách thẳng đứng từ trụng bơm tới mặt nước giếng). Bỏ qua vận tốc tại mặt giếng.

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

15

11/17/2014

2

Tính vận tốc chảy qua vòi của xăng từ bình chứa như hình trong 2 trường hợp: a) Không có masát b) Tổn thất đường ống là

h

4,5

f 

v 2g

Cho một bình lớn hở chứa nước mô tả trên hình. Cách dưới mặt thoáng một độ sâu h = 5m có một lỗ nhỏ D1 = 3 cm, =2,5m nước. Giả sử vận tốc của nước tại mặt thoáng bằng không. Cho g = 9,8 m/s2, ρn=1000kg/m3. a. Xác định lưu lượng của nước qua vòi. b. Xác định đường kính D2 biết áp suất đầu vòi bằng áp suất khí quyển (P2 = Pa). c. Nếu ống thuôn đều với đường kính D1 thì lưu lượng của nước qua vòi bằng bao nhiêu?

VíVí dụdụ 2323 VíVí dụdụ 2222

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Prandtl DụngDụng cụcụ đođo vậnvận tốctốc, , ốngống PitôPitô--Prandtl

Tính lưu lượng dòng lưu chất qua ống trong 1 trường hợp: a) Xăng có ρ = 860 kg/m3 b) Khí Nito ở 200C, 1atm biết Rnito = 297 J/(kg.0C) Thủy ngân có ρ = 13100 kg/m3

VíVí dụdụ 2424

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

16

11/17/2014

Venturi ỐngỐng Venturi VíVí dụdụ 2525

Cho ống Venturi như hình dưới. Tìm biểu thức liên hệ giữa lưu lượng khối lượng dòng qua ống với độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm 1 và 2.

Cho dòng khí CO2 ở 200C đi qua ống, bỏ qua tổn thất do masat. Nếu p1 = 170 kPa và chất lỏng sử dụng trong áp kế xăng có ρ = 860 kg/m3 a) Tính p2 b) Tính lưu lượng thể tích của dòng khí Biết Rco2 = 198 J/(kg.0C)

VíVí dụdụ 2424

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

ỐngỐng co co hẹphẹp đểđể húthút nước nước VíVí dụdụ 2626

Một ống dẫn nằm ngang có đường kính D = 50 mm; đường kính ống chỗ bị thu hẹp D = 5mm. Từ chỗ ống hẹp người ta nối một ống nhỏ cắm vào một bình hở chứa nước. Xác định độ cao h để nước có thể hút từ bình lên ống. Biết áp suất dư tại mặt ống trước chỗ thu hẹp p = 0,784 N/cm2 . Lưu lượng trong ống Q = 0,027 m3/s. Bỏ qua ma sát.

Ống đo lưu lượng kế Venturi có D = 0,2 m; d = 0,08 m. Áp kế đo chênh lắp trên lưu lượng kế được đổ đầy nước và thủy ngân có khối lượng riêng lần lượt là ρn=1000 kg/m3, ρHg=13600 kg/m3 và g = 9,8 m/s2. Độ chênh mức thủy ngân trên áp kế là ∆h = 0,2 m.Hệ số lưu lượng φ = 0,96. Xác định: a. Lưu lượng của nước Q? b. Tốc độ của dòng nước tại đầu vào ống Venturi? c. Tốc độ của dòng nước tại đầu ra ống Venturi?

VíVí dụdụ 2525

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

Thủy khí /Phan Thị Tuyết Mai -HUS

17