intTypePromotion=3

Bài giảng Thủy lực môi trường: Chương 6 - GV. Trần Đức Thảo

Chia sẻ: Phan Anh Khoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

0
86
lượt xem
26
download

Bài giảng Thủy lực môi trường: Chương 6 - GV. Trần Đức Thảo

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

Chương 6 Dòng chảy ổn định trong ống có áp thuộc bài giảng "Thủy lực môi trường", trong chương này trình bày các nội dung sau: các khái niệm cơ bản về đường ống những công thức tính toán cơ bản, tính toán thủy lực về ống dài, tính toán thủy lực về ống ngắn, tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thủy lực môi trường: Chương 6 - GV. Trần Đức Thảo

  1. NỘI DUNG CHƯƠNG 6 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, Chương 6: Dòng chảy ổn định những công thức tính toán cơ bản trong ống có áp 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm 6.4. Hiện tượng nước va 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, những công thức tính toán cơ bản những công thức tính toán cơ bản  Dòng chảy ổn định, có áp, chảy rối và chảy đều Phân loại đường ống: Ngoài ra có thể phân loại đường ống:  Ống dài: đường ống trong đó chỉ có tổn thất dọc  Ống dài: Tổn thất cục bộ nhỏ hơn 5% tổn thất dọc đường là chủ yếu. Tổn thất cục bộ và cột nước lưu tốc đường. so với tổn thất dọc đường rất nhỏ, có thể bỏ qua.  Ống ngắn: Tổn thất cục bộ lớn hơn 5% tổn thất dọc  Ống ngắn: đường ống trong đó tổn thất cục bộ đường. và cột nước lưu tốc đều quan trọng như tổn thất dọc đường . 1
  2. 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, những công thức tính toán cơ bản những công thức tính toán cơ bản a. Công thức tính toán đối với ống dài a. Công thức tính toán đối với ống dài  Ống dài coi tổn thất cột nước chỉ có tổn thất dọc K – mô đun lưu lượng, thứ nguyên là lưu lượng đường: hw  hd  J * l hoặc hw  1,05  1,1hd y 0, 5 d 2 1  d   d  K      f d , n Trong đó: J – độ dốc thủy lực; l – chiều dài dòng 4 n 4  4 chảy đều trong ống có áp Ta có: Q  v  C RJ Với: v  C RJ Q  K J Với: K  C R Q2  hd  2 l , 1 K 2
  3. 6.1. Các khái niệm cơ bản về đường ống, 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài những công thức tính toán cơ bản b. Công thức tính toán đối với ống ngắn a. Đường ống đơn giản  Ống ngắn tổn thất cột nước gồm: tổn thất dọc Đường ống đơn giản là đường ống có đường kính đường và cục bộ: không đổi, không có ống nhánh→ lưu lượng không đổi l v2  Tổn thất dọc đường: hd    Phân loại dòng chảy trong đường ống đơn giản: d 2g Dòng chảy ra ngoài không khí: v2 Dòng chảy từ ống vào bể:  Tổn thất cục bộ: hc    2g 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài a. Đường ống đơn giản a. Đường ống đơn giản  Dòng chảy ra ngoài không khí:  Dòng chảy ra ngoài không khí: Pt Becnuli cho 2 mặt cắt Q2  hd  H  l, 3 1-1 và 2-2: K2  2 v 22 2 2  Trường hợp cột nước lưu tốc lớn 0 thì: pa  v 1 0 p v 2g z1    z2  a   hd 2 2 v Q 2 v Q 2 2 2  2g  2g  H  hd  2 2  l  2 2 l  htd , 4 2g K 2 2g K 2  Đặt H = z1 – z2 1v02  v2  v2  Coi  0; 2 2  hd Với: htd  2 2 - cột nước tự do chưa bị tiêu hao. 2g 2g 2g  H  hd , 2 2 4  H'  H  htd  Q2 l, 5 K 3
  4. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài a. Đường ống đơn giản a. Đường ống đơn giản  Dòng chảy từ bể vào bể khác:  Các dạng bài toán:  Pt Becnuli cho 2 mặt cắt  Tìm Q khi biết d, l, H: 1-1 và 2-2: → tra bảng tìm K → tính H → tính Q pa 1v12 p  v2  Tìm H khi biết d, l, Q: z1    z2  a  2 2  hd  hc  2g  2g → tra bảng tìm K → tính H 1v02  v2  Tìm d khi biết Q, l, H:  Coi  0; 2 2  0 2g 2g  H  z  z2  hd  hc , 6 → Từ J = H/l đã biết → tính K → tra bảng tìm d  Tổn thất cục bộ (hc) chủ yếu tại đột mở, đối với ống dài hc
  5. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài d. Đường ống tháo nước liên tục d. Đường ống tháo nước liên tục Đường ống mà nước tới đầu cuối của ống mới tháohoặc trên đường ống tháodần 1 cách liên tục. Lưu lượng tại M: x QM  Qv  * Qth l x  QM  Qm  Qth  * Qth l Độ dốc thủy lực tại M:  x  Q  Qth  * Qth  QM2  m 2 JM  2  l   dH Trong đó: Qv – lưu lượng vào ống; Qth – lưu KM  KM  dx   lượng tháo ra dọc đoạn AB; Qm – lưu lượng mang   đi. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài d. Đường ống tháo nước liên tục e. Đường ống phức tạp: Tổn thất dọc đoạn AB: 2  Mạng đường ống hở A  x  Q 1  Q m  Q th  * Q th  l (chia nhánh):   * dx hd  H   K M2 0 Mạng đường ống kín (vòng kín): Q 1  Q2   H  2  Qm2  th  Qth * Qm  9 Có nhiều vòng kín A K  3  2 Nếu Qm = 0 thì: H  Qth2 * l 9' 3K Qm  0,55Qth  2 Q 2 Tổng quát: H  2 * l  tính2 * l 9' ' K K 5
  6. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài e. Đường ống phức tạp: e. Đường ống phức tạp: Các bài toán thường cho dưới dạng sau: * Tính toán thủy lực đường ống hở:  Các số liệu cho trước: lưu lượng (Q) hoặc lưu lượng nước tại các điểm tiêu thụ (qi); áp suất dư tại các nút (p/γ); chiều dài ống (l); độ nhám thành ống (∆, ktd, n); cao độ đặt đường ống (cao trình mặt đất (z)) hoặc cao trìnhcột nước đo á tại các điểm đó.  Ống chính: ABCD Các đại lượng cần xác định: đường kính ống (d); cột  Ống nhánh: BE; CF nước đo áp tại A (zA). 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài e. Đường ống phức tạp: e. Đường ống phức tạp: * Tính toán thủy lực đường ống hở: * Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính đường ống nhánh:  Xác định đường ống chính: là đường ống từ điểm bắt đầu A đến điểm có cột nước đo áp lớn nhất (độ o Tính hd: hd  Z dau  Z cuoi 11 dốc thủy lực J nhỏ nhất). o Từ Q và hd → chọn d.  Tính đường ống chính: oCó thể chọn d trước theo Q → tính hd (theo m vận tốc o Từ Q → chọn đường kính ống (d) → tính hd. ' kinh tế) → tính Z dau và so sánh với Z dau đã tính cho o Tính cột nước đo áp tại A: Z A  Z cuoi   hd 10 đường ống chính . p Với: Z cuoi  z cuoi  cuoi  6
  7. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài e. Đường ống phức tạp: e. Đường ống phức tạp:  Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính toán thủy lực đường ống hở: Bài toán: Cho sơ đồ mạng lưới đường ống trên đó biết độ dài các đoạn ống (li), lưu lượng cần thiết tại các điểm tiêu thụ nước (qi), cao trình cột nước đo áp tại các điểm đó (Δi) → Xác định đường kính ống và cao trình của Tính đường ống chính: mực nước trong tháp. o Lưu lượng trong từng đoạn ống: QCD  q D ; Q BC  q F  QCD  q D  q F ; Q AB  q E  Q BC  q D  q E  q F  Q 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài e. Đường ống phức tạp: e. Đường ống phức tạp:  Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính đường ống chính:  Tính đường ống chính: o Đường kính ống: → chọn theo bảng sau: o Cao trình mực nước ở tháp: Trong đó: - cao trình cột nước đo áp tại đầu mút D của ống chính. o Chiều cao mực nước ở tháp: Trong đó: - độ cao địa hình tại A. o Vẽ đường đo áp: dựa vào hdi xuất phát từ cao trình 2 o Tính tổn thất cho từng đoạn ống: hdi  Qi2 * l Ki 7
  8. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài e. Đường ống phức tạp: e. Đường ống phức tạp:  Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính toán thủy lực đường ống hở:  Tính đường ống nhánh: o Nhánh BE: → xác định được d. 6.2. Tính toán thủy lực về ống dài 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính e. Đường ống phức tạp: toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm  Tính toán thủy lực đường ống kín: Thường có nhiều vòng kín → tính từng vòng. Tính toán thủy lực ống ngắn: cần tính tổn thất cục o Các thông số biết: bộ và tổn thất dọc đường. Sơ đồ mặt bằng của mạng lưới, chiều dài đoạn ống (li), lưu lượng tiêu thụ từng điểm (Qi), cao trình mực nước  Tính toán đường ống bơm ly tâm: gồm 2 loại trong tháp và cao trình cột nước đo áp tại các điểm o Đường ống từ bể chứa đến bơm: đường ống hút. tiêu thụ lưu lượng. o Đường ống từ bơm đến bể bể chứa: đường ống đẩy. o Xác định d. 8
  9. 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm a. Đường ống hút:  Đặc điểm: áp suất trong đường ống hút nhỏ hơn áp suất khí quyển → áp suất chân không; tại nơi nối giữa ống hút và bơm (cửa hút) – mặt cắt 2-2, áp suất đạt trị số chân không lớn nhất → trước khi mở máy bơm ly tâm cần phải mồi bơm.  Lưu tốc trungbình trong ống hút: 0,8 – 1,25m/s.  Trị số chân không cho phép (tùy thuộc từng bơm): hck < (4 – 6,5m). 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm a. Đường ống hút:  Ống hút không dài, tổn thất cục bộ có tác dụng quan trọng → đường ống ngắn.  Áp dụng pt Becnouli cho 2 mặt cắt 1-1 và 2-2: 9
  10. 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm a. Đường ống hút: b. Đường ống đẩy:  Nước khi hút về bơm sẽ tăng năng lượng lên giá trị nào đó Hp (năng lượng tăng thêm cho 1 đơn vị trọng lượng chất lỏng do máy bơm cấp)  Viết pt Becnouli cho mặt cắt 2-2 và 3-3: Coi α = 1 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính 6.3. Tính toán thủy lực về ống ngắn – Tính toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm toán thủy lực đường ống của máy bơm ly tâm b. Đường ống đẩy: b. Đường ống đẩy:  Viết pt Becnouli cho mặt cắt 3-3 và 4-4: Mặt khác: Như vậy: công suất N của bơm gồm: o Công suất N1 để thắng chiều cao hình học: Với: Suy ra: o Công suất N2 để khắc phục sức cản ở ống hút và đẩy: 10
  11. 6.4. Hiện tượng nước va: 6.4. Hiện tượng nước va:  Nước va là sự gia tăng đột ngột áp suất trong ống  Đại lượng tăng áp suất trong nước va có thể tính dẫn khi chất lỏng chuyển động trong ống bị dừng theo công thức của Jukốpxky: đột ngột. p   * v * c  Nước va xuất hiện khi đóng nhanh các thiết bị ngăn Trong đó: v – vận tốc chuyển động của chất lỏng trong dòng được lắp trên đường ống như van, khóa hay khi ống trước khi đóng khóa. các bơm dừng đột ngột,… c – tốc độ truyền sóng nước va 6.4. Hiện tượng nước va: 6.4. Hiện tượng nước va:  Vận tốc truyền sóng nước va:  Coi thành ống không hoàn toàn đàn hồi (E = ∞) thì: Trongđó: E – môđun đàn hồi của chất lỏng. d – đường kính ống e – môđun đàn hồi của vật liệu làm thành ống δ – độ dày thành ống 11

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản