Đang tải... (xem toàn văn)
Nhận thấy được sự sụt giảm mức năng lượng của dòng chảy trong hệ thống ống phức tạp. So sánh kết quả thu được dựa vào đo đạc thực tế và từ tính toán lý thuyết. Vận tốc trong ống phân bố không đều trên mặt cắt ngang dòng chảy. Khi tiến hành thực nghiệm để tính toán sẽ mắc phải nhiều sai số đo: Đọc chỉ số các áp kế không chính xác, đo xác định kích thước sai, áp kế bị hư hoặc chạy không cố định,…
Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 BÀI TỒN THẤT NĂNG LƯỢNG KHI CHẤT LỎNG CHẢY TRONG ỐNG I- MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: - Nhận thấy sụt giảm mức lượng dòng chảy hệ thống ống phức tạp - So sánh kết thu dựa vào đo đạc thực tế từ tính toán lý thuyết II CƠ SỞ LÝ THUYẾT: - Năng lượng dòng chảy ống bao gồm độ cao, áp suất động + Chất lỏng lý tưởng (không có độ nhớt, dịch chuyển chất lỏng không ma sát) Evào = Era + Chất lỏng thực (quá trình chảy phát sinh ma sát nội làm tiêu hao lượng dòng chảy, phần lượng tiêu hao gọi tổn thất lượng Eloss dòng chảy) Evào = Era + E loss - Phương trình Bernouli cho chất lỏng thực chảy ống P1 V12 P2 V22 + = Z + + + ∑ hw1−2 (m) Z1 + ρ g 2.g ρ g 2.g Trong đó: Z: chiều cao hình học từ mặt cắt ngang dòng chảy (1 2) đến mặt phẳng chuẩn Z=0 (m) P: áp suất dòng chảy mặt cắt ngang xét (Pa) ρ : khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) g: gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s) V: vận tốc dòng chảy (m/s) ∑ hw1−2 : tồng tổn thất dòng chảy đoạn 1-2 (m cột chất lỏng) - Tổn thất chia thành dạng: + Tổn thất cục bộ: xuất dòng chảy qua chướng ngại, chổ uốn cong, đột thu, đột mở, bất thường làm thay đổi dòng chảy Tổn thất cục tính theo công thức: hc = ξ V2 2.g Với hc: tổn thất cục (m) ξ : hệ số trở lực cục bộ, xác định thực nghiệm tìm thấy sổ tay chuyên dùng Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 + Tổn thất ống thẳng: xảy chất lỏng chảy ống thẳng xác định công thức L V2 hd = λ D 2.g Với L: độ dài ống (m) D: đường kính ống (m) λ : hệ số ma sát, xác định giãn đồ Moody Fanning - Tổng tổn thất đoạn ống bắng tổng tổn thất cục tổng tổn thất ống thẳng ∑ hw1−2 = ∑ hc1− + ∑ hd 1−2 III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: - Đo đường kính, chiều dài đoạn ống thiết bị - Xác định kích thước co, cút chuyển đổi đường kính - Đo chiều cao tính từ mặt đất đến vị trí áp kế - Cho nước vào hệ thống, điều chỉnh lưu lượng, đọc giá trị áp suất áp kế ghi lại kết IV BÁO CÁO KẾT QUẢ: Sơ đồ đường ống thí nghiệm: L9 P2 L2 L7 L8 L1 P1 L6 29 L3 26 Z1 L5 Z2 76 L4 73 31 43 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 * Các thông số đo đạc: -Chiều dài L, đường kính D ống Loại ống Lớn Trung bình Nhỏ Nhỏ Ký hiệu hình vẽ L3 L4 L5 L6 Chiều dài (m) 0,4 0,315 0,18 0,42 Đường kính (m) 0,029 0,023 0,016 0,016 - Chiều cao H1 = 76 cm = 0,76 m H2 = 43 cm = 0,43 m H3= 73 cm = 0,73m - Áp suất P2 = 0.75kg/cm2 = 76452 Pa P2 = 0.65kg/cm2 = 66258 Pa P3= 0,52kg/cm2 = 53007 Pa - Lưu lượng Q = 14 l/phút = 2,33.10-4 m3/s * Các thông số khác cần biết: - Độ nhớt nước 30oC µ = 0,8.10-3 N.s/m2 = 0,8.10-3 Pa.s - Khối lượng riêng nước 30oC ρ = 995,68 kg/m3 - Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 - Hệ số trở lực cục ξ ,đường kính d khớp nối Kí hiệu khớp nối Đường kính co (m) Hệ số trở lực cục ξ Số lượng khớp nối Lớn – 1in 0,025 Nhỏ– 1/2in 0,0125 2,2 Trung bình - 3/4 - 1/2in 0,0156 0,2 - chiều cao gờ nhám ε = 0,015 mm =1,5.10-5 m * Kết thí nghiệm - Công thức tính toán ống thẳng Vận tốc nước chảy ống: V = 4.Q π D Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Chỉ số Reynolds: Re = Hệ số: ε => f => λ D Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 D.V ρ µ L.V Tổn thất thẳng: hd = λ D.2.g Loại ống Lớn Trung bình Nhỏ V (m/s) Re 0.35343628 12756.7172 0.5618902 16084.5564 1.16109342 23121.5499 0.00258621 0.00326087 0.0046875 0.048 0.056 0.066 0.02244637 0.01234169 0.33254771 ε/D λ hd (m) Tổng tổn thất thẳng: ∑ hd =0.02244637+0.01234169+0.01234169 = 0.367335772 m - Công thức tính toán khớp nối Vận tốc nước chảy khớp nối: v = Tổn thất cục bộ: hc = ξ v2 2g Loại khớp nối Lớn Vận tốc (m/s) 0.0118896 0.023779 -6 -5 hc (m) 4.Q π d 9,4842.10 Nhỏ 4,17.10 Trung bình 0.019054 2,44.10 -6 Tổng tổn thất cục bộ: ∑ hc = 3.9,4842.10-6+2,44.10-6+4.4,17.10-5=0.000197811 m + Tổng tổn thất đoạn ống (Lý thuyết): ∑ h w1 − = ∑ hd + ∑ hc = 0.367335772 + 0.000197811 =0.367534 m + Phương trình Bernoulli cho hệ thống (Thực tế): Z1 + P1 V2 P V2 + = Z + + + ∑ hw1−2 ρ g 2.g ρ g 2.g Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 P1 − P2 V12 − V22 => ∑ h w1 − = Z1 – Z2 + + ρ g 2g 54175 − 19700 0.35343628 − 1.16109342 , 775 − , 98 + + = 7.355087769 m = 995,68.9,81 2.9,81 * Câu hỏi thảo luận: - Qua trình thí nghiệm, ta thấy: + Vận tốc ống phân bố không mặt cắt ngang dòng chảy + Khi tiến hành thực nghiệm để tính toán mắc phải nhiều sai số đo: Đọc số áp kế không xác, đo xác định kích thước sai, áp kế bị hư chạy không cố định,… Nên kết tính toán lượng tổn thất thực tế lớn tổn thất lý thuyết Vận tốc trình tính toán vận tốc trung bình mặt cắt dòng chảy, có dẫn tới sai số kể dòng chảy với vận tốc thực phân bố không ... 0.3534 362 8 127 56. 7172 0. 561 8902 160 84.5 564 1. 161 09342 23121.5499 0.0025 862 1 0.003 260 87 0.00 468 75 0.048 0.0 56 0. 066 0.0224 463 7 0.01234 169 0.33254771 ε/D λ hd (m) Tổng tổn thất thẳng: ∑ hd =0.0224 463 7+0.01234 169 +0.01234 169 ... L6 Chiều dài (m) 0,4 0,315 0,18 0,42 Đường kính (m) 0,029 0,023 0,0 16 0,0 16 - Chiều cao H1 = 76 cm = 0, 76 m H2 = 43 cm = 0,43 m H3= 73 cm = 0,73m - Áp suất P2 = 0.75kg/cm2 = 764 52 Pa P2 = 0 .65 kg/cm2... =0.0224 463 7+0.01234 169 +0.01234 169 = 0. 367 335772 m - Công thức tính toán khớp nối Vận tốc nước chảy khớp nối: v = Tổn thất cục bộ: hc = ξ v2 2g Loại khớp nối Lớn Vận tốc (m/s) 0.01188 96 0.023779 -6 -5 hc