Bài giảng Thí nghiệm cơ lưu chất - ĐH Tôn Đức Thắng

Bài giảng Thí nghiệm cơ lưu chất giới thiệu các nội dung: thí nghiệm Reynold, phương trình Becnuli, tổn thất ma sát, tổn thất cục bộ, sự chảy qua lỗ và vòi. Đây là tài liệu tham khảo và học tập dành cho sinh viên ngành Xây dựng, Vật lý.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thí nghiệm cơ lưu chất - ĐH Tôn Đức ThắngGiaûng Vieân : NCS. Ngoâ Taán Döôïc ThS. Trần Minh Tuøng 1a) Quan saùt vaø ño soá Reynold ôû hai traïng thaùi chaûy taàngvaø chaûy roái.b) So saùnh vaø nhaän xeùt soá Re giöõa thöïc nghieäm vaø lyùthuyeát 2 Doøng chaûy cuûa löu chaát ñöôïc ñaët tröng baèng caùc ñöôøngdoøng, ñöôøng doøng laø ñöôøng cong maø tieáp tuyeán vôùi noù taïimoät thôøi ñieåm ñaõ cho laø vector toác ñoä. Khi doøng chaûy thöïc hieän maø caùc ñöôøng doøng trong ñoùchuyeån ñoäng song song vôùi nhau thì traïng thaùi chaûy ñöôïcgoïi laø “chaûy taàng” Khi doøng chaûy thöïc hieän maø caùc ñöôøng doøng trong ñoùchuyeån ñoäng khoâng song song vôùi nhau (hoån ñoän) thì traïngthaùi chaûy ñöôïc goïi laø “chaûy roái” Hieän töôïng chaûy cuûa löu chaát thay ñoåi phuï thuoäc vaøotoác ñoä doøng chaûy ñöôïc phaân bieät baèng cheá ñoä chaûy (T.t.Chaûy) 3 Cheá ñoä chaûy ñöôïc ñaùnh giaù baèng ñaïi löôïng khoângthöù nguyeân, goïi laø chuaån soá ñoàng daïng reynold vaø ñöôïckyù hieäu laø Re Re = Vd/ = Vd/ Trong ñoù: V: Vaän toác trung bình cuûa doøng chaûy (cm/s). d: ñöôøng kính oáng (cm) (d=1,5) : khoái löôïng rieâng cuûa moâi tröôøng löu chaát (g/cm3) : ñoä nhôùt tuyeät ñoái cuûa löu chaát (Pas) : ñoä nhôùt töông ñoái (cm2/s) fuï thuoäc vaøo to (trangbaûng) V = Q/S 4Hinh vẽ 5 a) Quan saùt vaø xaùc ñònh ñöôøng aùp (Z+P/). b) Veõ ñöôøng naêng vaø ñöôøng aùp. c) So saùnh & nhaän xeùt giöõa thöïc nghieäm & lyù thuyeátPhöông trình becnuli laø phöông trình caân baèng naênglöôïng cuûa doøng chaûy löu chaát, ñöôïc bieåu dieãn nhö sau 6 naêng löôïng löu naêng löôïng löu Toång naêng löôïng toån chaát taïi td 1-1 = chaát taïi td 2-2 + thaát töø 1-1 ñeán 2-2 PHÖÔNG TRÌNH BECNULI 2 2 p1 v1 p2 v2 z1 + + = z2 + + + hw1- 2 1 g 2 g 2 g 2g(z + p/g) laø ñoä cao pizoâmet hay coøn goïi laø coät aùp tónh, ñöôøng bieåu dieãn söï thay ñoåi cuûa ñaïi löôïng naøy theo phöông cuûa doøng chaûy goïi laø ñöôøng aùp. =g laø troïng löôïng rieâng cuûa löu chaát. Ñoái vôùi löu chaátkhoâng neùn eùp & trong ñieàu kieän ñaúng nhieät thì 1=2 = vaø 1 = 2 =  = g. 7 v2/2g laø coät aùp vaän toác hay coøn goïi laø coät aùp ñoäng. hw1-2 Toån thaát naêng löôïng töø maët caét 1-1 ñeán 2-2 (z + p/g + v2/2g) laø naêng löôïng toaøn phaàn cuûa doøngchaûy hay ñoä cao naêng löôïng, ñöôøng bieåu dieãn söïthay ñoåi cuûa ñaïi löôïng naøy goïi laø ñöôøng naêng. Chuù yù Phöông trình baûo toaøn naêng löôïng chính xaùc cuûa doøng chaûy laø phöông trình Navie-Stoác coøn phöông trình baûo toaøn naêng löôïng ñöôïc öùng duïng tính toaùn laø phöông trình Becnuli 8 2 2 p1 v 1 p2 v2z1 + + = z2 + + + hw1- 2 1 g 2 g 2 g 2g d7 = d8 = d10 = d11 = 1,5 cm. d9 = 0,75 cm vaø z – chieàu cao vò trí 9Laàn Vò Nhieät ñoä h0 h1 h Q d z+p/  Reño trí nöôùc (oC) (cm) (cm) (cm) (cm3/s) (cm) (cm) 7 8 1 9 10 11 7 8 2 9 10 11 10 z+/ Q v v2/2g z+p/+v2/2g (cm) (cm3/s) (cm/s) (cm) (cm)Vòtrí Laàn 1 Laàn 2 Laàn 1 Laàn 2 Laàn 1 Laàn 2 Laàn 1 Laàn 2 Laàn 1 Laàn 2 7 8 91011 11Bieåu ñoà 12Toån thaát naêng löôïng cuûa doøng chaûy 13 a) Xaùc ñònh heä soá ma saùt . b) Khaûo saùt hieän töôïng maát naêng doïc ñöôøng cuûadoøng chaûy treân moät ñoïan ñöôøng oáng troøn laäp baûngroài so saùnh vaø nhaän xeùt keát quaû ño ñöôïc giöõa thöïcnghieäm vaø lyù thuyeát 14 Doøng chaûy cuûa löu chaát trong oáng daãn do coù masaùt nhôùt neân gaây ra toån thaát naêng löôïng vaø toån thaátnaøy bò chuyeån hoùa thaønh nhieät naêng khoâng theå laáylaïi ñöôïc. Do ñoù toån thaát naøy ñöôïc goïi laø toån thaát masaùt (hoaëc toån thaát theo chieàu daøi). Toån thaát ma saùt laø moät soá haïng trong phöông trìnhBecnuli bieåu dieãn treân ñoïan oáng giöõa 2 maët caét 1-1vaø 2-2. 2 2 p1 v1 p2 v2 h1 - 2 = ( z 1 + + ) - (z2 + + ) 1 g 2g 2g 2g 15 hd = LV2/2dg /2dg (Darcy ) - heä soá ma saùt.l- chieàu daøi ñoïan oáng töø 1-1ñeán 2-2. (L=85cm)d- ñöôøng kính trong cuûa oáng daãn (d=1,5cm)v – vaän toác trung bình cuûa doøng chaûy trong oáng. 16Heä soá  phuï thuoäc vaøo cheá ñoä chaûy cuûa nöôùc trongoáng, trong vuøng chaûy roái noù coøn phuï thuoäc vaøo ñoänhaùm cuûa beà maët oáng daãn.Trong vuøng chaûy taàng (Re < 2300) thì  = 64/ReTrong vuøng chaûy roái (Re = 4000  100000) thì :  = 0,3164/(Re)0,25Trong vuøng chaûy roái (Chính xaùc Re > 5000 ) thì : ...