THỦY LỰCBÁCH ĐẠI CƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA TP HCM THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN NỘI DUNG MƠN HỌC Giảng viên: PGS TS NGUYỄN THỐNG E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Chương Đặc tính chất lỏng Chương Thủy tỉnh học Chương Cơ sở động lực học chất lỏng Chương Đo đạc dòng chảy Chương Tổn thất lượng Chương Dòng chảy có áp mạng lưới ống Chương Lực tác dụng lên vật cản Chương Dòng chảy ổn đònh kênh Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống Tél (08) 38 691 592 - 098 99 66 719 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy MỤC ĐÍCH • Nghiên cứu dạng lượng dòng chảy tầng dòng chảy rối GIỚI THIỆU HIỆN TƯỢNG MẤT NĂNG LƯỢNG PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Động Mất V12/2g THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Động dhd Mất V22/2g Áp p1/g L p1 Thế z1 O PGS TS Nguyễn Thống 0  P p2 p2/g z2 V12/2g dhd p1/g V22/2g p2/g Thế O 0 z1 X PGS TS Nguyễn Thống z2 Áp 0:ứng suất ma sát dòng chảy lòng dẫn THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THÍ NGHIỆM REYNOLDS Nước màu Chảy tầng Van điều tiết l/lượng Bổ sung nguồn nước Chảy độ Chảy tầng Chảy q độ Đường ống suốt Chảy rối Chảy rối PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THÀNH LÒNG DẪN THÀNH LÒNG DẪN PGS TS Nguyễn Thống 10 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔNG HP CÁC TRẠNG THÁI CHẢY PROFILE VẬN TỐC PGS Dr PGS TS.Nguyễn NguyễnThống Thống 11 12 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Steady Jet in a permanent flow Tiêu chuẩn xác đònh trạng thái chảy: VL • Số Reynolds: Re  • • • • • • In 1883, Osborne Reynolds does the following experiment:  V: vận tốc trung bình điển hình dòng chảy L: chiều dài đặc trưng (bán kính thủy lực, D ống)  hệ số nhớt động học nước (0,0101 cm2/s) Chảy tầng: R e  R gh 1 R gh 1  2000 Chảy rối: R e  R gh 2 R gh 2  3000  100000 Chảy độ: Coloured jet O Reynolds R gh 1  R e  R gh 2 The fundamentals of turbulence – Damien Violeau 14 / 130 13 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG hw In brief Depending on the value of Reynolds Re = UD / , the flow shows a dramatically different behaviour h Laminar D w Ứng suất tiếp tuyến ma sát Re < Rec,1   dh d   dh c U B Transition A Turbulent Re > Rec,2 Tổn thất lượng cục Tổn thất lượng đường dài LAB It seems rather logical: the more viscous, the more stable PGS TS Nguyễn Thống The fundamentals of turbulence – Damien Violeau 15 / 130 16 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CHẤT LỎNG CHẢY ĐỀU CƠNG THỨC LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MẤT NĂNG ĐƯỜNG DÀI CHO DỊNG CHẢY ỔN ĐỊNH 17 PGS TS Nguyễn Thống 18 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Động Mất V12/2g THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy XÉT PHƯƠNG TRÌNH LỰC ĐOẠN DÒNG CHẢY ĐỀU THEO PHƯƠNG TRỤC DÒNG CHẢY dhd V22/2g Áp p1/g L p1 Thế z1 p1  p2   L  L cos( )  0  p2 P p1  p p2/g z2  X 19 Trọng lượng thân Lực ma sát Chú ý: cos()=(z1-z2)/L 20 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy p1  )  (z  p2  L THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Từ đó: )  0  R p dụng phương trình Bernoulli cho đoạn dòng giới hạn (1-1) & (2-2) [cả có áp]: p p (z1  )  (z  )  dh d   PGS TS Nguyễn Thống dh d 0     R.J L  R  r0  r J  r  0 (phương trình dòng chảy đều) 22 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Trường hợp chảy tầng Xét dòng chảy ống tròn, ứng suất tiếp tuyến tính nhớt chất lỏng (kết cuối chương 1):     b/kính Với J=dhd/L  độ dốc thủy lực thủy lực p dụng cho dòng chảy tròn đều, ý R=d/4=r/2:  21 du dr (1) • Ngoài ra, dòng chảy chảy ta có quan hệ:   JR • 0 ứng suất tiếp, R bán kính thủy lực, J độ dốc thủy lực • Xét cho trường hợp chảy có áp ống tròn: Bán kính thủy lực  R=r/2   J  hệ số động lực nhớt, u vận tốc phân tử chất lỏng cách tâm ống khoảng cách r • Và thành ống (r=D/2): 23 PGS TS Nguyễn Thống  0L  L cos( )  R p lực thủy tỉnh thượng hạ lưu PGS TS Nguyễn Thống (z1   PGS TS Nguyễn Thống r   J (2) D 24 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy • Từ (1) (2) ta xác đònh quy luật phân bố vận tốc dòng chảy tầng đường ống sau: r du   J    dr  p dụng điều kiện biên: Tại thành ống r=r0  u=0  J du   rdr 2  J u r C 4  J 2 (r0  r ) 4 J J  r0  D 4 16 u umax umax u r Với D đường kính ống  Phân bố vận tốc ống tròn chảy tầng C số tích phân xác đònh theo đ/k biên 25 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy • Từ phân bố vận tốc mặt cắt ống tròn viết:   r u  u max 1      r0     Đây phương trình paraboloide tròn xoay Bài tập: Tính Q từ phân bố vận tốc u nói tính vận tốc trung bình V theo umax Đáp số: Q PGS TS Nguyễn Thống  128 Jd u V  max TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Từ ta xác đònh tổn thất lượng đường dài chảy tầng sau (J=dhd/l): Dạng CT phổ biến 32L xác định TT dh d  V lượng đường dài gD 2 64 L V L V   R e D 2g D 2g PGS TS Nguyễn Thống Với Re=VD/ dS =2r.dr  dQ =2rdr.u Q dr r O r0 27 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy dh d  26 PGS TS Nguyễn Thống 28 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Trường hợp chảy rối – Công thức Darcy Ứng suất tiếp thành:   f (V , D, ,  ,  ) Phương pháp phân tích thứ nguyên:   CV a Db  c  d e 64 with  29 Re Giải ta có: a=2-d; c=1-d; b=-d-e 30 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Trường hợp chảy rối – Công thức Darcy Lưu ý với J=dhd/l ta có : TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Trường hợp chảy rối – Công thức Darcy Từ đó:   f1 (Re,  V2 ) D Kết hợp với kết dòng chảy đều:   RJ  f1 (Re, dh d     RJ L V2 D 2g (1)   f (Re, Công thức (1) gọi công thức Darcy (1856) Ôn: Nếu chảy tầng 64  V2 ) D  31 PGS TS Nguyễn Thống Re 32 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy lg(100) XÁC ĐỊNH  BẰNG THỰC NGHIỆM • Theo Nicuraste • Theo Moody • Hai tác giả dùng phương pháp thí nghiệm để xác đònh  theo quy luật đònh nghóa phương trình Darcy ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH  THEO NICURASTE Chảy tầng Chảy độ Chảy rối 0/∆ lg(Re) 33 PGS TS Nguyễn Thống   ) D 34 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy • ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH  THEO MOODY TỔN THẤT NĂNG LƯNG ĐƯỜNG DÀI Theo Hazen–Williams (phổ biến dòng chảy có áp) ∆/D • Công thức thực nghiệm tính tổn thất lượng đường dài cho dòng chảy rối theo Hazen-Williams: 1,85 dh d  10,68.L  Q    D4,87  CHW  (m) • Trong CHW=90  140 hệ số phụ thuộc tình trạng ống Ống “tốt” giá trò CHW lớn L: chiều dài, D: đường kính, Q l/lượng Re 35 PGS TS Nguyễn Thống 36 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy MẤT NĂNG LƯỢNG CỤC BỘ TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Xảy có thay đổi “đột ngột” kết cấu dòng chảy vò trí cục dòng chảy:  tạo dòng chảy “xáo trộn” cục  ma sát cục phân tử chất lỏng  tổn thất lượng cục 37 PGS TS Nguyễn Thống 38 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG CỤC BỘ hc d A dhc   D A Dòng chảy xoáy cục V2 (m) 2g  : gọi hệ số tổn thất lượng cục bộ, xác đònh từ thực nghiệm (xem sau) V(m/s) vận tốc trung bình 39 PGS TS Nguyễn Thống 40 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Trường hợp co hẹp đột ngột:    c  0,5(1    TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Miệng vào ống: V Sắc mép: c=0,5 Mép tròn, thuận: c=0,2 Mép thuận: c=0,05 ) 41 PGS TS Nguyễn Thống 42 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Miệng ống (Công thức Borda): TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Ống uống cong “đột ngột” vớiø d200mm: TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Ống bán kính r uốn cong dần 900 với bán kính cong R: R d 200 250 340 390 490  1,7 1,3 1,1 1,0 0,83 r/R 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9  0,13 0,14 0,16 0,21 0,29 0,44 0,66 0,98 1.4 1.0 1,98 45 PGS TS Nguyễn Thống 46 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Cửa van phẳng ống tròn: 3/8 Ống hút d h 2/8 TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Van chiều bơm có lưới chắn rác: (d-h)/d 1/8 4/8 5/8 6/8 7/8  0,07 0,26 0,81 2,06 5,52 17 97,8 Trường hợp có lưới: =5-6 d  50 10 75 47 PGS TS Nguyễn Thống 100 125 150 200 250 300 400 6,5 4,5 48 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Khoá nước: VAN BƯỚM (BUTTERFLY)-Xem sau  0  0 10° 20° 30° 40° 50°  670 145 47 18 60 70 80 0 60° 70° 80° 90° 0,05 0,29 1,56 5,47 17,3 52,6 206 486 >>  1,4 0,7 0,36 10 20 30 40 50 49 PGS TS Nguyễn Thống 50 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy VAN CỬA (GATE VALVE)-Xem sau Closed VAN BƯỚM (Butterfly Valve ) p/D 1/8 2/8 3/8 4/8  0,07 0,26 0,81 2,1 p/D 5/8 6/8 7/8  5,5 17 98 51 PGS TS Nguyễn Thống 52 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TÓM TẮT VỀ MẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY  Mất đường dài theo Manning: L V2 dh d   (mH 2O) d 2g PGS TS Nguyễn Thống VAN CỬA (Gate Valve) 53  Hoặc theo Hazen-Williams cho dòng chảy có áp: 1.85 10.68L  Q   (mH 2O) dh d  4.87  d  C HW  54 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TÓM TẮT VỀ MẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY   hệ số đường dài  L chiều dài  d đường kính  CHW hệ số phụ thuộc tình trạng ống  V vận tốc trung bình  Q lưu lượng TÓM TẮT VỀ MẤT NĂNG LƯỢNG DÒNG CHẢY  Mất cục bộ: V2 dh c   (mH 2O) 2g   hệ số cục 55 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 1: Tính áp suất B (N/m2, at) đường ống sau Biết A có pA=0,8at Ống có đường kính A & B DA=0,2m, DB=0,30m dẫn lưu lượng nước 50l/s.Tổn thất lượng đường dài lấy theo Manning có =0,03; dtb=0,24m LAB=20m B PGS TS Nguyễn Thống VB h=3m VA A Chú ý: 1at =1kgf/cm2=g(N/cm2) 57 =9,81(N/cm2)=9,81.104 (N/m2) THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy thất lượng đường dài theo Manning có λ=8*10-2 a Tính V từ suy Q qua ống (bỏ qua t/t cục bộ) b Tổng tổn thất cục A & B có ζC=1,2 Tính Q trường hợp Giả thiết bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống AB H=12m Trục ống AB A B Bài tập 2: Giống số liệu trên, biết tổn thất đường dài dh theo Hazen-Williams sau: 1,85 10,68L  Q  dh( m)  4,87   d  100  Với L(m) chiều dài ống, d(m) đường kính trung bình ống, Q(m3/s) lưu lượng qua ống Tính pB (at) 58 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 3: Biết ống tròn AB có L=10m, d=0,05m Tổn PGS TS Nguyễn Thống 56 PGS TS Nguyễn Thống Bài tập 4: Bơm X có cột nước bơm Hb=16m Ống AB có L=30m, d=49mm Tổn thất lượng đường dài theo HW có CHW=120 Tổn thất cục sơ lấy 25% tổn thất đường dài Tính Q từ bình lên bình Cho biết bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống AB Từ tính công suất bơm Biết bơm có hiệu suất η=0.8 H=14m B Q V 59 PGS TS Nguyễn Thống A X 60 10 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 4bis: Bơm X có Hb=22m Ống AB=29m, BC=1m, d=60mm Tổn thất lượng đường dài dhd theo Manning có =1.5*10-2 Tổn thất cục sơ lấy 25%dhd Tính Q từ bình lên bình áp suất B Biết bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống AC B C h=1m Bài tập 5: Tính lưu lượng nước từ bình sang bình Mất đường dài theo Manning có =4.10-2 Mất cục bằng 50% tổng đường dài Các bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống H=5m H1=20m Q L1=10m L2=10m D1=0.1m D2=0.2m A X PGS TS Nguyễn Thống 61 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy H =13m PGS TS Nguyễn Thống A B C 62 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 6: Bơm X có Hb=14m Ống AB có L=30m, d=60mm Tổn thất đường dài theo Manning có =10-2 Tổn thất cục có c=1,5 Tính Q từ bình chứa lên bình chứa Cho biết [1] có tiết diện lớn, bình [2] có tiết diện 0.5m2 Bài tập 7: Bơm X có Hb=13m Ống ABC có L=40m, d=60mm Tổn thất đường dài theo Manning có =2.10-2 Tổn thất cục có c=0.5 Tính Q từ bình chứa lên bình chứa Cho biết bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống Tính áp suất B (AB=10m) C H=12m B HB=7m B X Q PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy A X 63 PGS TS Nguyễn Thống A 64 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 8: Người ta muốn bơm nước từ bể chứa lên bể chứa có chênh lệch cao độ mặt thống 20m Lưu lượng bơm 3l/s Đường ống 63mm, dài 30m Mất đường dài theo HW có CHW=120 Mất cục bằng 25% tổng đường dài Bể có tiết diện lớn so với tiết diện ống Tính cột nước bơm Tính cơng suất bơm (kW) Bơm có hiệu 65 suất =0.85 Bài tập 9: Cho hệ thống sau Mất đường dài theo Manning có =6.10-2 Mất cục bằng 50% tổng đường dài Các bình có tiết diện lớn so với tiết diện ống Tính lưu lượng nước từ bình sang bình 2 Tính áp suất tại B Nhận xét ? PGS TS Nguyễn Thống 66 PGS TS Nguyễn Thống 11 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy B H1 =4m LBC=20m, dBC=90mm A H=10m C LAB=5m, dAB=90mm Bài tập 10: Cho hệ thống bơm nước hình vẽ sau Bơm X có cột nước bơm 17m Cho biết hồ A có tiết diện lớn Đường ống có d=60mm có chiều dài L=30m Tổn thất đường dài theo Manning có =2.0*10-2 Tổn thất cục lấy 40% tổn thất đường dài • Xác đònh lưu lượng nước chảy B (không khí) 67 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 11: Một bơm ly tâm hoạt động với lưu lượng thiết kế 36l/s Đường ống hút dài L=12m, d=120mm Biết rằng tổn thất đường dài dhL theo Manning có =1.5.10-2 tổn thất cục van chiều có c=1.5 Cao trình đặt bơm so với mực nước bể hút 6m Tính áp suất chân khơng tại miệng vào bơm (xem sơ đồ sau) B H=15m d A  Bơm X 69 PGS TS Nguyễn Thống p2 V2 2g 70 Bài tập 12: Bơm X bơm nước từ hồ A lên hồ B với lưu lượng 20 l/s Cho biết hồ A B có tiết diện lớn Đường ống có d=150mm chiều dài L=50m Tổn thất đường dài theo Hazen-Williams có CHW=100 Tổn thất cục 40% tổn thất đường dài • Xác đònh cột nước bơm Hb (m) • Cho biết bơm có hiệu suất =0.9, tính công suất bơm N (kW) [N=gQHb/  (watt)] ~ Bơm Hb=20m 71 PGS TS Nguyễn Thống dh C   C THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Q p1=pa L V2 dh L   d 2g PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy 6m 68 PGS TS Nguyễn Thống 72 PGS TS Nguyễn Thống 12 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 13: Một nhà máy thủy điện có sơ đồ làm việc hình vẽ Đường ống có D=1m, L=400m Mất đường dài theo HW có CHW =100, tổn thất cục có =5 Lưu lượng Q=4.5m3/s Tính cơng suất (MW) NM Biết hiệu suất NM =0,8 Lấy g=10m/s2 Công suất bơm: P=gQHb/ (watt) B H=25m Zhồ=125m d Q A Hồ chứa Bơm X 73 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy  ZNM=25m NM 74 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 14: Người ta muốn bơm 1,2 m3 nước lên bể chứa nhà cao tầng (H=50m kể từ mặt đất) thời gian 5phút (bể chứa có tiết diện lớn) Bơm có cột nước bơm Hb đường ống có d=60mm, dài 75m Tổn thất lượng đường dài theo Manning có =1.10-2 Tổn thất cục 40% tổn thất đường dài a Tính cột nước bơm Hb (mH2O) b Tính công suất N (kw) bơm biết hiệu 75 suất bơm =0,9 [N=gQHb/  (watt)] PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 15: Cho hệ thống bơm nước hình vẽ sau Bơm X bơm nước từ hồ A lên hồ B với lưu lượng 12 l/s Cho biết hồ A B có tiết diện lớn Đường ống có D=120mm có chiều dài L=50m Tổn thất đường dài theo Hazen-Williams có CHW=100 Tổn thất cục đường ống lấy sơ 40% tổn thất đường dài • Xác đònh cột nước bơm Hb (m) • Cho biết bơm có hiệu suất =0.9, tính công 76 suất cần có bơm X (kW) PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập 16: Cho hệ thống bình hình vẽ sau Cho biết bình A B có tiết diện lớn Đường ống có D=100mm có chiều dài L=50m Tổn thất đường dài theo Manning có =10-2 Tổn thất cục đường ống lấy sơ 40% tổn thất đường dài Xác đònh lưu lượng nước chảy từ A B Công suất bơm: P=gQHb/ (watt) B H=15m d A Bơm X 77 PGS TS Nguyễn Thống Tuabin X 78 PGS TS Nguyễn Thống 13 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy A Bài tập nâng cao 1: Lấy hệ thống tập Tuy nhiên tiết diện bình A B hình vuông có cạnh a=1m đường ống dẫn hình vuông có cạnh b=0,1m Tại thời điểm t=0, chênh lệch mực nước bình hình vẽ (H=3m) Tính thời gian cần thiết để mực nước bình A B ngang ? H=3m B Q Đường ống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Q V 79 80 PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy Bài tập nâng cao 2: Cho hệ thống sau Bình hình vuông có cạnh a=2m đường ống dẫn có d=0,05m Tại thời điểm t=0 mực nước bình H=3m Tổn thất đường dài theo Manning có =5.10-2 Tổn thất cục 40% tổn thất đường dài Tính thời gian cần thiết để nước chảy cạn bình H=3m PGS TS Nguyễn Thống A L=5m Bài tập nâng cao 3: Cho hệ thống sau Tổn thất lượng đường dài theo Manning có =5.10-2 Giả thiết bình có tiết diện lớn so với ống Tính lưu lượng chảy khỏi BC & BD Z1=15m A ZA=12m ZB=10m L=10m, d=90mm L=20m, d=120mm B 81 B PGS TS Nguyễn Thống ZC=4m D C L=10m, d=60mm ZD=2m 82 THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy HẾT CHƯƠNG 83 PGS TS Nguyễn Thống 14 ... 0,26 0,81 2,06 5, 52 17 97,8 Trường hợp có lưới:  =5- 6 d  50 10 75 47 PGS TS Nguyễn Thống 100 1 25 150 200 250 300 400 6 ,5 4 ,5 48 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng... 0,07 0,26 0,81 2,1 p/D 5/ 8 6/8 7/8  5, 5 17 98 51 PGS TS Nguyễn Thống 52 PGS TS Nguyễn Thống THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG Chương 5: Tổn thất lượng dòng... Chương 5: Tổn thất lượng dòng chảy TỔN THẤT NĂNG LƯNG CỤC BỘ Khoá nước: VAN BƯỚM (BUTTERFLY)-Xem sau  0  0 10° 20° 30° 40° 50 °  670 1 45 47 18 60 70 80 0 60° 70° 80° 90° 0, 05 0,29 1 ,56 5, 47