Bài giảng các quá trình cơ học - Chương 4: Tổn thất năng lượng của dòng chảy

Chương bài học này sẽ giúp cho các bạn nắm được các khái niệm cơ bản và công thức tính chiều dài tương đương, chiều dài quy chiếu đường ống dẫn, độ nhám tuyệt đối của ống dẫn, ... mời các bạn tham khảo bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng các quá trình cơ học - Chương 4: Tổn thất năng lượng của dòng chảy CHƯƠNG 4 CHTÔN THÂT NĂNG LƯỢNG CUA DONG CHAY ̉ ́ ̉ ̀ ̉Công thức chung cua tôn thât năng lượng ̉̉ ́ ́ ́ ̣1. CAC KHAI NIÊM1.1. Chiêu dai tương đương ̀ ̀ ξ j.d i i ξ j = λi :ở đây gọi ℓi là chiều dài Do đó: i = λ i tương đương; m di1.2. Chiêu dai quy chiêu đường ông dân ̀ ̀ ́ ́ ̃1.2. L = ℓ + Σ ℓj ; m1.3. Độ nham tuyêt đôi cua ông dân ́ ̣ ́ ̉́ ̃ d Đntđ = ( không có thứ nguyên) ε2. THÍ NGHIÊM REYNOLDS ̣2. THÍ NGHIÊM REYNOLDS (tt) ̣2. vdρ vd Re = = ( không có thứ nguyên) µ υTừ các công trình nghiên cứu cho kết luận: -Dòng chảy tầng khi Re < 2320 -Dòng chảy quá độ khi 2320 < Re < 104 -Dòng chảy rối khi Re > 104Ý nghĩa vật lý của chuẩn số Reynolds: Là tỉ số giữa lựcquán tính trên lực ma sát2.1. ̀ ̉ ̀2.1. Dong chay tâng du N Dấu (-) có ý nghĩa là sự ma sát của các dòng τ= μ ; dr m 2 nguyên tố sẽ giảm dần từ thành ra tâm ốngTừ đó rút ra quy luật phân bố vận tốc như sau: m   2  r  ; U =U 1− max   r  s  o   Tóm lại với dòng chảy tầng, quy luật phân bố vận tốc theo đườngparabol (H4.3) 2.1. ̀ ̉ ̀ 2.1. Dong chay tâng (tt)• Vận tốc trung bình của toàn dòng tính bằng U max m v= ; 2 s Hệ số Darcy của dòng chảy tầng tính bằng 64 A A: hệ số phụ thuộc hình dạng λ= = Re Re tiết diện ống Hệ số hiệu chỉnh động năng α tính bằng U 3dA ∫ α=A =2 3A v2.2. Dong chay quá độ2.2. ̀ ̉Giá trị λ của vùng quá độ và vùng chảy rối thường tìm bằngthực nghiệm như sau:  Khi dòng chảy phủ kín các gồ ghề của ống (hay còn gọi là thành trơn)2.2. Dong chay quá độ (tt)2.2. ̀ ̉  Khi dòng chảy phủ không kín các gồ ghề (hay còn gọi là thành nhám)2.3. ̀ ̉ ́2.3. Dong chay rôi ng suất của dòng chảy rối phân bố theo quy luật2.3. ̀ ̉ ́2.3. Dong chay rôi (tt)Từ hình (H4.5) ta thấy vận tốc các lớp có sự sai biệt ít vàcách đều nhau, do đó: Hệ số hiệu chỉnh α = 1 và hệ số masát Darcy d λ = f (Re, ) ε2.3.1. Độ nham cua ông anh hưởng lên dong chay ́ ̉́ ̉ ̀ ̉2.3.1.Ta gọi độ gồ ghề khi đúc ống là ε, lớp mỏng lưu chất phủlên độ gồ ghề là ∆ • Nếu lớp ∆ > ε gọi là thành trơn thủy lực, gọi tắt là thành trơn • Nếu lớp ∆ < ε gọi là thành nhám thủy lực, gọi tắt là thành nhám2.3.2. Gian đồ Moody ̉2.3.2.2.3.3. Môt số dang tôn thât cuc bộ đường ông thường găp ̣ ̣ ̉ ́ ̣ ́ ̣2.3.3. Dòng chảy co hẹp đột ngột – Đột thu  A2  ξ = 0,51 −  A   1 Dòng chảy mở rộng đột ngột – Đột mở 2  A2  ξ = 0,51 −   A  12.3.3. Môt số dang tôn thât cuc bộ đường ông thường găp ̣ ̣ ̉ ́ ̣ ́ ̣2.3.3.(tt) Dòng chảy uốn ống, góc α Trở lực theo độ đóng mở của van chặn dòng lưu lượng3. PHƯƠNG PHAP TINH TOAN ĐƯỜNG ÔNG DÂN ́ ́ ́ ́ ̃3. ́ ̃3.1. Ông dân ́ ̀ ̣́ ̃ Cac yêu câu khi chon ông dân • Chịu áp suất • Chịu nhiệt độ • Lâu hư hỏng trong môi trường làm việc. Ống dẫn được chế tạo tiêu chuẩn.Ví dụ: theo tiêu chuẩn của Mỹ (American NationalStandards Institude – ANSI) kích thước ống dẫn tính theo“inches” với dãy kích thước từ nhỏ đến lớn – ký hiệu [“]Đặc biệt tiêu chuẩn ANSI quy định như sau: Mã số ống dẫn:Là tiêu chuẩn hóa theo khả năng chịu áp suất3.2. Cac phụ kiên kem với ông dân3.2. ́ ̣ ̀ ́ ̃ Các phụ kiện đường ông gôm: rắc co; cút; nối ống; chữ Y; chữ T; ́ ̀xuyệt; răng ngoài (xem hinh H4. 12) ̀ Công dung: giúp cho sự vận hành, sửa chữa, thay thế được nhanh ̣chóng và thuận lợi3.3. Ứng dung cac loai van ̣ ́ ̣3.3.Mối quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng của dòng lưuchất đi qua van (H4.13)3.3. Ứng dung cac loai van (tt) ̣ ́ ̣3.3.Cac loai van thường găp: ́ ̣ ̣ a – van cửa b – van kim c – van cầu3.4. ́ ́́ ̃3.4. Tinh toan ông dân ường ống dẫn gồm các dạng chủ yếu sau đây3.4.1. Đường ông song song ́3.4.2. Đường ông nôi tiêp ́ ́ ́3.4. ́ ́́ ̃3.4. Tinh toan ông dân (tt)3.4.3. Đường ông rẽ nhanh ́ ́3.4.4. Hệ thông xôi tưới ́ ́3.4. ́ ́́ ...