Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 6: Dòng trong ống cung cấp cho người học các kiến thức: Bản chất của dòng trong ống; nguyên nhân gây mất năng, công thức Darcy-Weisbach, Chézy; các dạng bài toán đường ống. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Chương 6: Dòng ống Bài giảng TS Nguyễn Quốc Ý nguyenquocy@hcmut.edu.vn Ngày 14 tháng năm 2013 Nội dung cần nắm ng.com Bản chất dòng ống (PB vận tốc, ma sát ) Nguyên nhân gây năng, công thức Darcy-Weisbach, Chézy Các dạng toán đường ống: đơn, song song, nhiều hồ chứa https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Đặc tính dòng ống dòng tầng, rối, phát triển phân bố vận tốc Sự phát triển phân bố vận tốc ống: Fully developed flow Entrance region flow D Boundary layer Inviscid core r x (1) (2) (3) e (6) (5) x6 – x5 Fully developed flow (4) x5 – x4 Developing flow từ khóa: độ nhớt, ma sát, chế độ chảy, lớp biên, hình học ống ng.com le D ✏ ★ 0.06 Re cho dòng tầng ống 4.4 Re 1④6 cho dòng rối ống https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng PT lượng ✂ z ✡ p γ α Vg ✏ z pγ α Vg hl p p ✁ γ ♣ z ✁ z q γ Bàn luận: ống nằm ngang? kênh hở? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt ñ hl ✏ / 12 Mất đường ống thẳng PT lượng cân động lượng: ♣p ✁ p qA ρgAL sin θ ng.com p ✁ p ρg z ✁ z ✏ τ0 P L ρg A ✏ τP L ✏ hl ✒ ρτg LD https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng hl cho dòng tầng phân bố vận tốc: ✂ u ✏ Ucenter ✁ Ứng suất ma sát thành: ng.com ✞ du ✞✞ τw ✏ µ ✞ dr ✞ ✏ ✏ ④ r R D hl ✒ ✂ VD ✡ DL Vg đ ✒ µV D Darcy: hl const L V ✏ ❧♦♦♠♦♦♥ Re D g ν ❧♦♦♦♠♦♦♦♥ Re ✡ V L ✒ ρτg LD ✒ µ D D ρg hl r D tầng: λ ✏ Re λ https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng hl cho dòng rối phức tạp! ✩ ✫τ ✏✁τlar τtur ✠ ✪u r , độ nhám thành ống ✂ ✡ Bằng thực nghiệm: λ Re, ng.com D Velocity profile, u = u(y) R = D/2 y y δs y Average velocity profile, u = u(y) Velocity profile, u = u(y) (2) x Viscous sublayer A A A A u u or (1) u1 < u2 Turbulent eddies (a) (b) ∋ δs ∋ Rough wall Smooth wall https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng hl cho dòng rối tóm lại: ✩ ✡ ✂ ✬ ✬ tầng: λ Re, /// ✬ ✬ ✬ D✂ ✬ ✬ ✬ ✬ ✬ ✫chuyển tiếp: λ Re, why ? ✡ D ✂ ✡ ✬ ✬ rối, thành trơn: ♣ ✏ 0q λ Re, /// ✬ ✬ ✬ ✬ ✡D ✂ ✬ ✬ ✬ ✬ why ? Re, ✪rất rối, thành nhám: λ /// D thực nghiệm: ✩ ✩ 0.316 ✬ ✬ ✬ ✬ ✬ ✫Blasius ♣ ✏ 0, Re ➔ 10 q : λ✓✏ Re 1④4 ✬ ✬ ✛ ✫ ✂ ✡ ④ D 1.11 6.9 Đ ✬cơng thức: ✬ ✬ Re ✪Colebrook : ❄ ✏ ✁1.8 log ✬ 3.7 λ ✬ ✬ ✬ ✪giản đồ: Moody ng.com https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng hl cho dòng rối: Giản đồ Moody ng.com 0.1 0.09 Wholly turbulent flow 0.08 0.05 0.04 0.07 0.06 0.03 0.05 0.02 0.015 0.04 0.01 0.008 0.006 f 0.03 0.004 ∋ D 0.025 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.0006 Laminar flow 0.0004 0.015 0.0002 Smooth Transition range 0.0001 0.00005 0.01 0.009 0.008 2(103) 103 2(104) 104 2(105) 105 2(106) 106 2(107) 8 0.00001 107 ρ VD Re = _ µ https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống thẳng công thức Chézy Dùng độ nhám Manning n ♣✒ ✩ ✬ ✫K q: ✏ n1 Rh2④3 A hl ✏ L K ✬ ✪Rh ✏ D Q module lưu lượng Lưu ý: Chỉ sử dụng cho ống NHÁM (why?) ng.com https://fb.com/tailieudientucntt / 12 Mất đường ống KHÔNG thẳng + hình học hm Mất hình học: tổng quát hm Nếu Re ★ hình dạng vị trí gây độ nhớt, hay Re →→ 1: hm hình dạng gây năng, hm ✏ ξ V2g Mất tổng (do ma sát + hình học): ng.com hl ✏ ➳ Li Vi λ i Di g ➳ j ξj Vj hl g ✏ ➳ Qi i Ki Li ➳ j ξj Vj g https://fb.com/tailieudientucntt 10 / 12 Một số toán đường ống Dạng: ✩ ✫Q ✏ Q ✏ ✏ Qi ✏ ✏ Q có i ống nối tiếp: ➦ ✪h ➦ ✏ hl, i i l, ★ ➦ Q ✏ i Qi có i ống song song: hl ✏ hl, ✏ hl, ống vừa nối tiếp vừa song song, tốn nhiều hồ chứa thơng ng.com ✏ ✏ hl, i https://fb.com/tailieudientucntt 11 / 12 Một số toán đường ống toán nhiều hồ chứa thông A B D1, (1) D2, (2) C D3, (3) Van đóng, quan hệ: Q , Q ? hl, , hl, ? Van mở: Q , Q , Q ? hl, , hl, , hl, ? ng.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 / 12 ... (3) e (6) (5) x6 – x5 Fully developed flow (4) x5 – x4 Developing flow từ khóa: độ nhớt, ma sát, chế độ chảy, lớp biên, hình học ống ng.com le D ✏ ★ 0. 06 Re cho dòng tầng ống 4.4 Re 1 6 cho dòng... Re, ✪rất rối, thành nhám: λ /// D thực nghiệm: ✩ ✩ 0.3 16 ✬ ✬ ✬ ✬ ✬ ✫Blasius ♣ ✏ 0, Re ➔ 10 q : λ✓✏ Re 1④4 ✬ ✬ ✛ ✫ ✂ ✡ ④ D 1.11 6. 9 Đ ✬cơng thức: ✬ ✬ Re ✪Colebrook : ❄ ✏ ✁1.8 log ✬ 3.7 λ ✬... 0.09 Wholly turbulent flow 0.08 0.05 0.04 0.07 0. 06 0.03 0.05 0.02 0.015 0.04 0.01 0.008 0.0 06 f 0.03 0.004 ∋ D 0.025 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.00 06 Laminar flow 0.0004 0.015 0.0002 Smooth Transition