Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 9: Dòng chảy đều có áp trong ống - Nguyễn Thị Phương
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.1 Khaùi nieäm.
▪ Doøng chaûy taàng – Doøng chaûy roái
OÁng troøn:
Re = VD
VL
Re =
OÁng khoâng troøn: Re = V4R
= du dy
➢ Re < 2320 : chaûy taàng
➢ Re > 2320 : chaûy roái
▪ Ñoaïn ñaàu vaøo oáng
= du dy −u v
nhôùt
roái
Lôùp bieân taàng
Lôùp bieân roái
l/c khoâng
nhôùt
Ñoaïn ñaàu d/c
D/c phaùt trieån hoaøn toaøn
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.1 Khaùi nieäm (tt)
▪ Maát naêng:
▪ Ñöôøng naêng – ñöôøng ño aùp:
Ñöôøng naêng theå hieän toång coät nöôùc:
p V2
H = z + +
2g
p
z +
Ñöôøng ño aùp theå hieän coät aùp tónh:
Ñöôøng naêng
Ñöôøng ño aùp
V2
1
V22
2g
2g
p1
z2
z1 +
Maët chuaån
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.2 Phöông trình cô baûn cuûa doøng chaûy ñeàu
hf
1
2
z1
L
z1
z2
z2
Maët chuaån
Maët chuaån
Phöông trình naêng löôïng
p1 1V12
p2 2V22
z1 + +
= z2 + +
+ hf
1−2
2g
2g
p1
p2
hf = z1 + −z2 +
1−2
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.2 Phöông trình cô baûn cuûa doøng chaûy ñeàu
p1
p2
hf = z1 + −z2 +
1−2
hf
1
2
z1
L
z1
z2
z2
Maët chuaån
Maët chuaån
Phöông trình ñoäng löôïng
F = Q 02V2 −01V1
Gs = AL sin
F = pC1A
1
F = 0
s
− F = −pC2A
2
−T = −PL (P:chu vi öôùt)
: öùng suaát tieáp
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.2 Phöông trình cô baûn cuûa doøng chaûy ñeàu
p1
p2
hf = z1 + −z2 +
1−2
hf
1
2
z1
L
z1
z2
z2
Maët chuaån
Maët chuaån
Gs = AL sin = A
(
z1 − z2
)
Phöông trình ñoäng löôïng
F = p1A
1
F = 0
F = Q 02V2 −01V1
s
− F = −p2A
2
−T = −PL
hf
d
hf
A
P
vôùi J = :ñoädoác thuûy löïc; R = : baùn kính thuûy löïc
= R = J
L
L
4
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.2 Phöông trình cô baûn cuûa doøng chaûy ñeàu
Trong oáng troøn:
hf
roái
nhôùt
d
= R = J
L
4
u
hf
w = R0 = J
L 4
D
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.3 Phaân boá vaän toác trong oáng troøn
1) Chuyeån ñoäng taàng
r0
r0
u
r
r
umax
r
du
dr
du rJ
= −
Jr2
4
= RJ = J = −
u = -
+C
2
dr
2
J
4
taïir = r0 ; u = 0 u =
(
r02 − r2
)
r2
r02
J
4
J
16
2
2
vôùi umax = r0 = D u = umax 1−
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.3 Phaân boá vaän toác trong oáng troøn
1) Chuyeån ñoäng taàng
r0
r0
u
r
r
umax
J
4
8
128
0r0
Q = udA =
(
r02 − r2
)
2rdr = Jr04 =
JD4
A
Q
V = =
A
JD2 umax
128
D2
JD4
=
=
4
32
2
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.3 Phaân boá vaän toác trong oáng troøn
2) Chuyeån ñoäng roái
du
= − u v
dy
n=10
y
n=6
roái
r0
taàng
0 y+ 57 : u+ = y+
0
1
u u
max
y+ 30 : u+ = lny+ +C
1 n
u
y
=
n = 6 10 (phuï thuoäcsoá Re)
V r0
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
1) Chuyeån ñoäng taàng
32V
D2
64
VD
L V2 64 L V2
. . = . . = . .
D 2g Re D 2g D 2g
L V2
hd = J.L =
L =
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
2) Chuyeån ñoäng roái
▪ Coâng thöùc Darcy-Weisbach
= f
V, D, , ,
= VaDbcde
a
b
c
d
e
=
V
D
a
d
e
ML−1T−2 =
LT−1
ML−1T−1ML−3
b c
L L
M : 1= d + e
L : −1= a + b + c −d −3e
T : − 2 = −a −d
e =1−d
b = −c −d
a = 2−d
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
2) Chuyeån ñoäng roái
▪ Coâng thöùc Darcy-Weisbach
e =1−d
a
b
c
d
e
b = −c −d
a = 2−d
=
V
D
d
c
VD
D hd
4 L
= V2−dD−c−dcd1−d =
V2 = RJ =
D
c
L V2
: ñoä nhaùm tuyeät ñoái (chieàu cao
trung bình cuûa caùc moá nhaùm)
/D : ñoä nhaùm töông ñoái
: heä soá ma saùt
(heä soá maát naêng doïc ñöôøng,
hay heä soá Darcy)
d
VD
L V2
hd = 8
D D 2g
D
hd =
vôùi = f Re,
D 2g
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
2) Chuyeån ñoäng roái
L V2
D
▪ Coâng thöùc Darcy-Weisbach
hd =
vôùi = f Re,
D 2g
Thí nghieäm cuûa Nicuradse:
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
ÑOÀ THÒ MOODY
Khu chuyeån tieáp
Khu
Khu chaûy roái haønh nhaùm
0,1
Khu chaûy roái thaønh nhaùm hoaøn toaøn (Khu söùc caûn bình phöông)
0,09
chaûøy taàng
0,08
0,07
0,04
0.03
0,06
0,05
0,02
0,015
0,04
0,01
0,008
0,006
0,03
0,004
D
0,025
0,002
0,001
0,02
0,000 6
0,000 4
0,015
Khu chaûy roái
thaønh trôn
0,000 2
0,000 1
0,000 05
0,01
0,009
0,008
0,000 01
1
2
3
4
5
7
1
2
3
4
5
7
1
2
3
4
5
7
1
2
3
4
5
7
1
2
3
4
5
7
1
x103
x104
x105
x106
x107
x108
Re = VD = V4R
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
64
▪ Khu vöïc AB: chaûy taàng
=
= f
(
Re
)
▪ Khu vöïc BC: KV chuyeån tieáp, khoâng theo 1 qui luaät naøo caû.
▪ Khu vöïc CD: KV chaûy roái thaønh trôn thuûy löïc
0,316
=
1
(Blasius)
Re1/ 4
= f
(
Re
)
(
)
= 2log Re −0,8 (Nicuradse)
▪ Khu vöïc giöõa CD vaø EF: KV chaûy roái thaønh nhaùm thuûy löïc
0,25
100
D Re
D
= 0,1 1,46 +
(Antersun)
= f Re,
▪ Khu vöïc phía sau EF: KV chaûy roái thaønh hoaøn toaøn nhaùm
KV söùc caûn bình phöông
D
1
3,71
= 2log
(Nicuradse)
= f
D
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.4 Tính toaùn maát naêng doïc ñöôøng
2)Coâng thöùc Cheùzy
V2
2g
= Cf
= RJ V =
RJ = C RJ
2
Cf
hd
V = C RJ
J = :ñoädoác thuûy löïc
L
Q = CA RJ = K J
Q2
K2
C: heä soá Cheùzy
K = CA R
hd =
L
Coâng thöùc Manning:
1
C = R1/ 6
1
n
V = R2/3 J
1
K = AR 2/3
n
n
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.5 Tính toaùn maát naêng cuïc boä
V2
hcb =
V1
2g
V2
Coâng thöùc Borda (maát naêng taïi choã môû roäng ñoät ngoät):
2
2
2
(
V − V2
)
A
V2
A2
A1
V22
2g
1
1
1
hmr =
= 1−
=
−1
2g
A2
2g
2
1
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.5 Tính toaùn maát naêng cuïc boä
V2
hcb =
2g
V2
V1
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.6 Tính toaùn maïng ñöôøng oáng
1) OÁng ñôn:
hf = hL +hcb
hv
hv
V2
2g
V2
2g
hL
hL
hr
p
p
hc
h
V
2
r
2g
z
z
Maët chuaån
Maët chuaån
Chương 9:
DÒNG CHẢY ĐỀU CÓ ÁP TRONG ỐNG
9.6 Tính toaùn maïng ñöôøng oáng
1) OÁng ñôn:
hf = hL +hcb
hL1
hv
V2
2g
1
hch
hL2
hr
p1
V22
2g
p2
z1
z2
Maët chuaån
Tải về để xem bản đầy đủ
32 trang
10720
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ lưu chất - Chương 9: Dòng chảy đều có áp trong ống - Nguyễn Thị Phương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_luu_chat_chuong_9_dong_chay_deu_co_ap_trong_ong.ppt
