Giáo trình Cơ sở kỹ thuật thủy lợi_Chương 5 potx

Trong dòng chҧy ÿӅu, tәn thҩt cӝt nѭӟc chӍ là tәn thҩt dӑc ÿѭӡng và tӹ sӕĈây là phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng ÿӅu ÿúng cho cҧ dòng chҧy có áp lүn không áp.. - Thí nghiӋm mô tҧ ӣ trên là t

CHѬѪNG V T Ә N TH Ҩ T C Ӝ T N ѬӞ C TRONG DÒNG CH Ҧ Y

ENERGY LOS ES

I Nhӳng dҥng tәn thҩt cӝt nѭӟc

II Phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng chҩt lӓng chҧy ÿӅu

III Hai trҥng thái chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng

1 Thí nghiӋm Reynolds và hai trҥng thái cӫa dòng chҧy

2 Tiêu chuҭn phân biӋt hai trҥng thái chҧy

3 Ҧnh hѭӣng cӫa trҥng thái chҧy ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc

IV Trҥng thái chҧy tҫng trong ӕng

1 Ӭng suҩt ma sát W

2 Sӵ phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy tҫng

3 Tӕc ÿӝ trung bình trong dòng chҧy tҫng

4 Tәn thҩt dӑc ÿѭӡng trong dòng chҧy tҫng

5 HӋ sӕ D trong ӕng chҧy tҫng

6 Tính chҩt chuyӇn ÿӝng xoáy cӫa dòng chҧy tҫng

V Trҥng thái chҧy rӕi trong ӕng

1 Ӭng suҩt tiӃp trong dòng chҧy rӕi

2 Lѭu tӕc thӵc - lѭu tӕc trung bình thӡi gian - Lѭu tӕc mҥch ÿӝng - Ĉӝng năng cӫa dòng chҧy rӕi

3 Lӟp mӓng chҧy tҫng - Thành nhám và thành trѫn thӫy lӵc

4 Sӵ phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy rӕi

VI Công thӭc Darcy, tính tәn thҩt cӝt nѭӟc h d , hӋ sӕ tәn thҩt dӑc ÿѭӡng O, thí nghiӋm Nikuratse

3 Nhӳng công thӭc kinh nghiӋm xác ÿӏnh hӋ sӕ Chezy C

VIII Tәn thҩt cӝt nѭӟc cөc bӝ - nhӳng ÿһc ÿiӇm chung

IX Mӝt sӕ dҥng tәn thҩt cөc bӝ trong ӕng

TÀI LIӊU THAM KHҦO

- Theo quan ÿiӇm thuӹ lӵc, ngѭӡi ta chia tәn thҩt ra làm hai loҥi:

+ Tәn thҩt dӑc ÿѭӡng (hd): Sinh ra trên toàn bӝ chiӅu dài dòng chҧy Là tәnthҩt xҧy ra dӑc theo ÿѭӡng di chuyӇn cӫa dòng chҧy do sӵ ma sát cӫa chҩt lӓng vӟi thành rҳn tiӃp xúc Thí dө tәn thҩt trong ӕng thҷng dүn nѭӟc

+ Tәn thҩt cөc bӝ (hc): Sinh ra tҥi nhӳng nѫi dòng chҧy biӃn ÿәi ÿӝt ngӝt Thí

dө tәn thҩt tҥi chӛ cong cӫa ӕng, tәn thҩt tҥi nѫi thu hҽp, tҥi chӛ ÿһt van

- Xét mӝt dòng chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng tӯ bӇ A qua ÿѭӡng ӕng ÿӃn bӇ B

- Nguyên nhân tәn thҩt là do nӝi ma sát, công tҥo nên bӣi lӵc ma sát này biӃn thành nhiӋt năng mҩt ÿi không lҩy lҥi ÿѭӧc

- Vұy tәn thҩt năng lѭӧng toàn bӝ hwcӫa dòng chҧy: hw = 6hd + 6hc

Trongÿó: 6hd : Tәng cӝng các tәn thҩt dӑc ÿѭӡng cӫa dòng chҧy

2 2D

P2/J

Z2T

Lҩy mӝt ÿoҥn ӕng dài L và d=const

Tҥi mһt cҳt 1-1 có: z1, p1, w1=w2=w, v1=v2

Tҥi mһt cҳt 2-2 có: z2, p2, w2= w1=w, v2=v1

- Ta cҫn tìm mӕi quan hӋ giӳa tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng vӟi sӭc cҧn ma sát trong dòng chҧy ÿӅu Trong dòng chҧy ÿӅu có áp, ta lҩy mӝt ÿoҥn dòng dài L giӟi hҥn bӣinhӳng mһt cҳt ѭӟt 1-1 và 2-2, phѭѫng chҧy lұp vӟi phѭѫng thҷng ÿӭng mӝt góc T

w là diӋn tích mһt cҳt, trong dòng chҧy ÿӅu w = const

L chiӅu dài, khoҧng cách hai mһt cҳt

W là ӭng suҩt tiӃp biӇu thӏ sӵ ma sát trên ÿѫn vӏ diӋn tích

- Các ngoҥi lӵc tác dөng lên ÿoҥn dòng chҩt lӓng chҧy ÿӅu, chiӃu theo phѭѫng cӫatrөc dòng chҧy là:

1 Lӵc khӕi lѭӧng: Ӣ ÿây lӵc khӕi lѭӧng duy nhҩt là trӑng lӵc: G= J wL, hình chiӃu cӫa

nó lên trөc dòng chҧy là: GcosT = JZ LcosT Trong dòng chҧy ÿӅu không có gia tӕc Do

Các áp lӵc thӫy ÿӝng tác dөng lên mһt bên cӫa ÿoҥn dòng ÿӅu thҷng góc vӟi trөc dòng

Doÿó hình chiӃu lên trөc dòng chҧy bҵng 0

(b) Ӣ mһt bên có lӵc ma sát ngѭӧc chiӅu chҧy: W0.FL

Lӵc ma sát ÿһt ngѭӧc chiӅu dòng chҧy, bҵng tích sӕ cӫa ӭng suҩt tiӃp tuyӃnW0vӟidiӋn tích tiӃp xúc Fl

Vì là dòng chҧy ÿӅu, tӭc chuyӇn ÿӝng không có gia tӕc, nên tәng sӕ hình chiӃu các lӵc trên phѭѫng trөc dòng bҵng không:

.L

)pz()pz

(

0 0

2 2 1 1

J

WJ

FWJ



J



(5.3) Mһt khác, ta viӃt phѭѫng trình Becnoulli cho hai mһt cҳt 1-1 và 2-2 vӟi mһt chuҭn 0-0 nhѭ hình vӁ:

g

vp

zg

v.p



22

2 2 2 2 2

2 1 1 1 1

Vì dòng chҧy ÿӅu nên: v1 = v2, D1 D2

(z p ) (z p ) hd

J



J

2 1

Thay (5.4) vào (5.3) ta ÿѭӧc :

L

hR

d 0JW

Trong dòng chҧy ÿӅu, tәn thҩt cӝt nѭӟc chӍ là tәn thҩt dӑc ÿѭӡng và tӹ sӕ

Ĉây là phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng ÿӅu ÿúng cho cҧ dòng chҧy có áp lүn không áp

Nhұn xét: Theo cách lұp luұn trên, ÿӕi vӟi dòng chҧy ÿӅu có áp, phѭѫng trình còn ÿúng

cho phҫn cӫa dòng chҧy ÿӅu có bán kính r < r0.Ӣ phҫn này, ta gӑi W là ӭng suҩt tiӃp, bán kính thӫy lӵc ÿѭӧc tính:

22

2rr

rR

S

SF

Z

;

2

r.JJWĈӕi vӟi toàn ӕng bán kính ro, ӭng suҩt tiӃp W , ta O

W

=>

o or

rW

Vұy: Ѭng suҩt tiӃp biӃn thiên theo quy luұt bұc nhҩt trên mһt cҳt ӕng

Tҥi tâm ӕng : r = 0 ӭng suҩt tiӃp bҵng không

Tҥi thành ӕng: r = r0ӭng suҩt tiӃp ÿҥt giá trӏ cӵc ÿҥi Wo

III Hai trҥng thái chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng.

1 Thí nghiӋm Reynolds và hai trҥng thái cӫa dòng chҧy

Qua thí nghiӋmReynolds cho ta thҩy hai trҥng thái chҧy khác nhau Trình tӵ thí nghiӋmnhѭ sau:

¾ Mô tҧ thí nghiӋm: xem hình vӁ

ro r

WoW

¾ Thao tác thí nghi͏m:

- Trѭӟc hӃt giӳ nѭӟc trong thùng A cӕ ÿӏnh, không dao ÿӝng Bҳt ÿҫu thí nghiӋm,

mӣ khóa B rҩt ít cho nѭӟc chҧy tӯ thùng A vào ӕng T Ĉӧi sau vài phút ÿӇ dòng chҧytrong ӕng әn ÿӏnh, mӣ khóa K cho nѭӟc màu chҧy vào ӕng Lúc này quan sát ӕng thӫytinh T, ta thҩy hiӋn lên mӝt vӋt màu nhӓ căng nhѭ sӧi chӍ ĈiӅu này chӭng tӓ rҵng dòng màu và dòng nѭӟc trong ӕng chҧy riêng rӁ không xáo lӝn lүn nhau NӃu mӣ khóa tӯ tӯthì hiӋn tѭӧng trên có thӇ tiӃp tөc trong mӝt thӡi gian nào ÿó Khi mӣ ÿӃn mӝt mӭc nhҩtÿӏnh (lѭu tӕc trong ӕng ÿҥt tӟi mӝt trӏ sӕ nào ÿó) thì vӋt màu bӏ dao ÿӝng thành sóng TiӃp tөc mӣ khóa nӳa, vӋt màu bӏ ÿӭt ÿoҥn Sau cùng hoàn toàn hòa lүn trong dòng nѭӟc; lúc này dòng màu xáo trӝn vào dòng nѭӟc trong ӕng

- Trҥng thái chҧy trong ÿó các phҫn tӱ chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng theo nhӳng tҫng lӟpkhông xáo lӝn vào nhau gӑi là trҥng thái chҧy tҫng

- Trҥng thái chҧy trong ÿó các phҫn tӱ chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng vô trұt tӵ, hӛn loҥngӑi là trҥng thái chҧy rӕi

- Thí nghiӋm mô tҧ ӣ trên là thí nghiӋm vӅ sӵ chuyӇn biӃn cӫa dòng chҧy tӯ trҥngthái chҧy tҫng sang trҥng thái chҧy rӕi

- NӃu ta làm ngѭӧc lҥi, tӭc là vһn khóa nhӓ lҥi cho lѭu tӕc trong ӕng tӯ lӟn ÿӃn nhӓthì thҩy ÿӃn mӝt lúc nào ÿó vӋt màu ÿang không rõ lҥi dҫn dҫn xuҩt hiӋn và cuӕi cùng hiӋn rõ thành sӧi chӍ màu, tӭc là dòng chҧy ÿang tӯ trҥng thái chҧy rӕi chuyӇn sang chҧytҫng

- Trҥng thái chҧy quá ÿӝ tӯ rӕi sang tҫng hoһc tӯ tҫng sang rӕi gӑi là trҥng thái chҧyphân giӟi

- Lѭu tӕc ӭng vӟi dòng chҧy chuyӇn tӯ trҥng thái tҫng sang trҥng thái rӕi gӑi là lѭutӕc phân giӟi trên Ký hiӋu là vk trên

- Lѭu tӕc ӭng vӟi dòng chҧy chuyӇn tӯ trҥng thái rӕi sang trҥng thái tҫng gӑi là lѭutӕc phân giӟi dѭӟi Ký hiӋu là vkdѭӟi Qua thӵc nghiӋm thҩy: vk trên > vkdѭӟi

- Thí nghiӋm chӭng tӓ: lѭu tӕc phân giӟi không nhӳng phө thuӝc vào loҥi chҩt lӓng

mà còn phө thuӝc vào ÿѭӡng kính ӕng làm thí nghiӋm

2 Tiêu chuҭn phân biӋt hai trҥng thái chҧy

B

- Qua thí nghiӋm thҩy lѭu tӕc phân giӟi vk không nhӳng phө thuӝc loҥi chҩt lӓng

mà còn phө thuӝc vào ÿѭӡng kính ӕng, do ÿó ÿѭa ra ÿҥi lѭӧng không thӭ nguyên ÿӇ phân biӋt trҥng thái chҧy gӑi là sӕReynolds (Re)

Khi : Re < Rekd => Trҥng thái chҧy tҫng

Re > Rekt => Trҥng thái chҧy rӕi

Rekd < Re< Rekt => Có thӇ chҧy tҫng hay chҧy rӕi nhѭng thѭӡng là chҧy rӕi,

vì chҧy tҫng ít không әn ÿӏnh

- Trong tính toán qui ѭӟt:

Re < 2320 => Trҥng thái chҧy tҫng

Re > 2320 => Trҥng thái chҧy rӕi

+ Ĉӕi vӟi kênh dүn dùng bán kính thuӹ lӵc R ÿӇ tính Re, ký hiӋu là ReR :

ReR = v.R

QKhi : ReR < 580 => Trҥng thái chҧy tҫng

ReR > 580 => Trҥng thái chҧy rӕi

3 Ҧnh hѭӣng cӫa trҥng thái chҧy ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc

- Trҥng thái chҧy rҩt quan trӑng ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc Khi tӕc ÿӝchҧy càng tăng, sӵ xáo trӝn cӫa các phҫn tӱ chҩt lӓng càng mҥnh Do ÿó chuyӇnÿӝng cӫa chҩt lӓng càng gһp nhiӅu trӣ lӵc hѫn Vì vұy, trong dòng chҧy rӕi, tәnthҩt năng lѭӧng lӟn hѫn trong dòng chҧy tҫng và càng tăng khi tӕc ÿӝ càng lӟn

- Ta nghiên cӭu quan hӋ giӳa tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng hd và tӕc ÿӝ trung bình

vӭng vӟi mӝt loҥi chҩt lӓng nhҩt ÿӏnh, khi chҧy qua mӝt ӕng tròn

Sѫ ÿӗ thí nghiӋm:

- Trên ӕng tròn dùng ÿӇ thí nghiӋm, lҩy mӝt ÿoҥn dài l ÿһt giӳa hai mһt cҳt 1-1 và 2-2,

ӣ ÿó có gҳn ӕng ÿo áp

ViӃt phѭѫng trình Becnoulli cho 2 mһt cҳt 1-1 vă 2-2:

dhg

v

pzg

vp

J

D

J



22

2 2 2 2 2

2 1 1 1 1

-Ӕng có ÿѭӡng kính d = const, v1 = v2 = const, D = const

- Mһt chuҭn qua trөc ӕng z = 0 nín

J

 2

1 pp

hdChҧy tҫng: duoi

Kv

v o hd = k1.v (Dҥng ÿѭӡng thҷng OB.)

K duoi

+ ChiӅu tăng v: hd = k1.v+ ChiӅu giҧm v: hd = k2.vm Vӟi m = 1,7y2,0

(Dҥng ÿѭӡng BAC) Chҧy rӕi: tren

Kv

v! o hd = k2.vm Vӟi m = 2,0

(Dҥng ÿѭӡng cong CD)

IV Trҥng thâi chҧy tҫng trong ӕng

Trҥng thâi chҧy tҫng ít gһp trong thӵc tӃ Nó chӍ xuҩt hiӋn trong ӕng dүn dҫu cӫamây móc, trong nѭӟc ngҫm dѭӟi ÿҩt v.v Ӣ ÿđy ta nghiín cӭu dòng chҧy tҫng không nhӳng giúp ta tính toân câc dòng chҧy tҫng khi cҫn thiӃt, mă còn giúp ta so sânh vă phđn biӋt sđu hѫn giӳa dòng chҧy tҫng vӟi dòng chҧy rӕi Do ÿó có thӇ hiӇu dòng chҧy rӕiÿѭӧc rõ hѫn

1 Ӭng suҩt ma sât W :

Khi chҧy tҫng câc lӟp chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng tѭѫng ÿӕi trѭӧt lín nhau sinh ra lӵc ma sât,

nóÿѭӧc xâc ÿӏnh theo ÿӏnh luұt ma sât nhӟt cӫa Newton:

dr

du.P



Vӟi P hӋ sӕ ÿӝng lӵc nhӟt

u Lѭu tӕc cӫa lӟp chҩt lӓng

r Khoҧng câch tӯ tđm ӕng ÿӃn lӟp chҩt lӓng ÿang xĩt

2 Sӵ phđn bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy tҫng.

p

OO

D

g

v

2 2

D

trên k v

dưới k v

h d

v O

B

A C D

Ѭng suҩt tiӃp:

dr

du.P

F

Z , nên:

2

r.J.J

So sánh (5.9 ) vӟi (5.10) có:

dr

du r.J

J2Suy ra: du = .J.r.dr

P

J

2

Doÿó : c = 2

0

4 .r

J.P

J Thay vào (5.11) ta ÿѭӧc: u = .J r2 r2)

Tҥi thành ӕng: u = 0

Tҥi tâm ӕng: umax = 2 2

016

J.r.J

P

JP

3 Tӕc ÿӝ trung bình trong dòng chҧy tҫng

Xác ÿӏnh quan hӋ giӳa lѭu tӕc trung bình v và lѭu tӕc cӵc ÿҥi umax Trên mһt cҳtѭӟt cӫa dòng chҧy tҫng trong ӕng tròn, ta lҩy mӝt diӋn tích vô cùng nhӓ hình vành khăn

d, khoҧng cách tӟi tâm ӕng là r, tҥi ÿó dòng chҧy có lѭu tӕc là u Lѭu lѭӧng: dQ = u.dZ

Ta thҩy: d = 2 S r.dr

Doÿó: dQ = 2S ur.dr

Lѭu lѭӧng ÿi qua toàn mһt cҳt:

128 , chӍ phө thuӝc vào loҥi chҩt lӓng.

Công thӭc (5.16) biӇu thӏ ÿӏnh luұt Poize: Lѭu lѭӧng cӫa dòng chҧy tҫng qua ӕng tròn tӍ

lӋ vӟi ÿӝ dӕc thӫy lӵc và tӍ lӋ bұc 4 vӟi ÿѭӡng kính (hoһc bán kính)

Ĉѭa umax tính theo (5.13) vào công thӭc (5.15) ta viӃt ÿѭӧc:

Lѭu tӕc trung bình tính bҵng:

Vұy:

2maxu

v.J

P, thӃ J =

l

hd vào ta ÿѭӧc:

hd = v A.v

d

l J

P2

32

(5.19)

Trongÿó : A = 32 2

d

l J

P không phө thuӝc v

Công thӭc (5.19) nói rҵng: Trong dòng chҧy tҫng, tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng tӍ lӋ bұcnhҩt vӟi lѭu tӕc trung bình dòng chҧy, phù hӧp vӟi kӃt quҧ thí nghiӋm

ĈӇ biӇu thӏ theo

g

v2, nhân và chia biӇu thӭc (5.19) cho

l.v.d

UP

hd =

g

v.d

l.v.d

l

O gӑi lă hӋ sӕ ma sât dӑc ÿѭӡng Ĉó lă mӝt sӕ không thӭ nguyín, chӍ phө thuӝc sӕReynolds, mă không phө thuӝc thănh rҳn

Công thӭc (5.20) ÿѭӧc gӑi lă công thӭc Darcy

5 HӋ sӕ D trong ӕng chҧy tҫng

HӋ sӕ D ÿѭӧc tính theo công thӭc: D =

V theo tinh nang Ĉong

u thuc nang Ĉông

wv

dw.u3

3

³Z

J, w = S.r02

Ta có ÿѭӧc: D = 2

Còn ÿӕi vӟi chҧy rӕi, thí nghiӋm cho thҩy: D = 1,05y1,10

Nhѭ vұy: Trong dòng chҧy tҫng sӵ phđn bӕ lѭu tӕc trín mһt cҳt rҩt không ÿӅu so vӟi sӵphđn bӕ trong dòng chҧy rӕi

6 Tính chҩt chuyӇn ÿӝng xoây cӫa dòng chҧy tҫng

Thѭӡng nghƭ rҵng trong dòng chҧy tҫng không có chuyӇn ÿӝng xoây, nhѭng xuҩtphât tӯ ÿӏnh nghƭa chuyӇn ÿӝng xoây; ngѭӡi ta chӭng minh ÿѭӧc dòng chҧy tҫng có chuyӇn ÿӝng xoây vӟi ÿѭӡng xoây lă nhӳng ÿѭӡng tròn ÿӗng tđm trөc ӕng

V Trҥng thâi chҧy rӕi trong ӕng

1 Ӭng suҩt tiӃp trong dòng chҧy rӕi

- Tҥi sât vӓ ӕng có tӕc ÿӝ nhӓ, khi vvkd duy trì mӝt lӟp mӓng chҧy tҫng, khi vұntӕc trong ӕng tăng, lõi rӕi tҥi trөc ӕng tăng; mӭc ÿӝ rӕi phө thuӝc văo tӕc ÿô dong chҧy

Doÿó mӝt sӕ tâc giҧ cho rҵng:

- Ѭng suҩt tiӃp tәng quât sӁ lă: W = WTҫng + Wrӕi (gӗm ma sât nhӟt vă ma sât rӕi)

dy

du.tầng

PW

- Ĉa sӕ sӵ xâo lӝn câc phҫn tӱ trong dòng chҧy rӕi tҥo nín tâc dөng lôi ÿi hêm lҥigiӳa câc lӟp chҩt lӓng, giӕng nhѭ tâc dөng cӫa ӭng suҩt tiӃp giӳa nhӳng lӟp ÿó Prandtl (1926) giҧi thích sӵ xuҩt hiӋn Wrӕi bҵng sӵ trao ÿәi ÿӝng lѭӧng giӳa hai lӟp chҩt lӓng:

2 2

dy

du.(

l.U

W (5.21)

Lӟp mӓng chҧy tҫng sát thànhGt

Lõi rӕi

Ӣ trҥng thái rӕi mҥnh Wrӕi >> Wtҫng và W | Wrӕi

2 Lѭu tӕc thӵc - lѭu tӕc trung bình thӡi gian - Lѭu tӕc mҥch ÿӝng - Ĉӝng năng cӫa dòng chҧy rӕi.

- Khi dòng chҧy chuyӇn sang trҥng thái chҧy rӕi, môi trѭӡng chҩt lӓng coi nhѭ ÿҫynhӳng phҫn tӱ chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng hӛn loҥn, nhѭng nói chung có xu thӃ ÿi xuôi dòng Lѭu tӕc ÿiӇm phө thuӝc thӡi gian và thay ÿәi cҧ vӅ trӏ sӕ lүn phѭѫng hѭӟng

- Gӑi u1, u2, u3 là lѭu tӕc tҥi ÿiӇm cӕ ÿӏnh M ӣ thӡi ÿiӇm t1, t2, t3 Nhӳng lѭu tӕcnҫy gӑi là lѭu tӕc tӭc thӡi hoһc lѭu tӕc thӵc

Gӑi u xlà lѭu tӕc trung bình thӡi gian:

T

dt u u

T

x

x

³0

- Trong thӵc tӃ hҫu hӃt dòng chҧy trong

cácӕng ÿӅu là chҧy rӕi

- Lѭu tӕc trên mһt cҳt ѭӟt phân bӕ ÿӅu

hѫn so vӟi trѭӡng hӧp chҧy tҫng

- Dòng chҧy rӕi: Các phҫn tӱ chuyӇn

ÿӝng hӛn loҥn Lôi kéo và kìm hãm nhau

Tҥi thӡi ÿiӇm t

u1(t)

u2(t)

u (t) M

Sau khoҧng thӡi gian t+2 ' t'

Sau khoҧng thӡi gian t+' t

- Mӝt vұt liӋu bҩt kǤ dù tinh chӃ tӕt cNJng có ÿӝ gӗ ghӅ ' (mӕ nhám) Gӑi chiӅu cao trung bình các mӕ nhám là ÿӝ nhám tuyӋt ÿӕi ', khi lӟp mӓng chҧy tҫng che kín hoàn toàn nhӳng chӛ lӗi cӫa các mҩu ghӗ ghӅ (Gt> ' ), dòng chҧy rӕi không tác dөng qua lҥitrӵc tiӃp vӟi mһt nhám cӫa thành rҳn Trѭӡng hӧp nҫy thành rҳn ÿѭӧc gӑi là thành tr˯n thͯy l͹c

- ChiӅu dày lӟp mӓng chҧy tҫng Gt tính theocông thӭc :

875 0234, d t

Re

d.,G

Gt > ' : Chҧy rӕi thành trѫn thӫy lӵc; ngѭӧc lҥi khi Gt < ' , lӟp mӓng chҧytҫng không bao phӫ hӃt các mӕ nhám, dòng chҧy rӕi tác dөng lên các mӕ nhám, ta có chҧy rӕi thành nhám thӫy lӵc Rõ ràng dòng chҧy thành nhám thӫy lӵc, có sӭc cҧn lӟnhѫn ӣ thành trѫn thӫy lӵc

9 Ví dө: Nѭӟc, dҫu, không khí cùng ӣ nhiӋt ÿӝ t=200C, chuyӇn qua ba ӕng riêng biӋt có cùng ÿѭӡng kính d=150 mm, ÿӝ nhám '=0,1mm, vӟi G = 73,75 KN/h Xác ÿӏnh trҥng thái chuyӇn ÿӝng cӫa nѭӟc, dҫu, không khí

BiӃt ӭng vӟi t=200C

t=200C J (N/m3) Q (cm2/s) Nѭӟc 9800 0,0101 Dҫu 8440 0,2

¾ Ӕng dүn dҫu:

,,

.,d

G

d

Q

15084401433600

1075734

44

2 3

2 1 2

1

uuu

uS

- HӋ sӕ Reynolds:

23201030

20

157131

1

,d.vRe

Doÿó chuyӇn ÿӝng cӫa dҫu là chuyӇn ÿӝng tҫng

Chҧy rӕi Chҧy tҫng

'

Gt

- Vұn tӕc: x m s

d

G d

Q

15,0980014,33600

1075,734

.4

4

2 3 2

2 2

2

uuuu

JS

- HӋ sӕ Reynolds:

232017000

01010

154112

2

,d.vRe

Doÿó chuyӇn ÿӝng cӫa nѭӟc là chuyӇn ÿӝng rӕi

- ChiӅu dày cӫa lӟp mӓng chҧy tҫng sát thành:

mm,,

Re

d,

17000

1502342

34

875 0 875

0 2

uu

1075,734

.4

4

2 3 2

3 2

3

uuuu

JS

- HӋ sӕ Reynolds:

2320940000

15710

1598303

3

d.vRe

Doÿó chuyӇn ÿӝng cӫa không khí là chuyӇn ÿӝng rӕi

- ChiӅu dày lӟp mӓng chҧy tҫng sát thành:

mm,

,Re

d,

940000

1502342

34

875 0 875

0 2

uu

G

VìGt<' ChuyӇn ÿӝng ӣ khu thành nhám thӫy lӵc

4 Sӵ phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy rӕi:

- Ӭng suҩt tiӃp viӃt cho ӕng tròn có bán kính rolà:

n 2 2

)dy

u.(

l.U

Ѫ lân cұn thành rҳn coi:W W0 => o *

uU

WU

VI Công thӭc Darcy, tính tәn thҩt cӝt nѭӟc h d , hӋ sӕ tәn thҩt dӑc ÿѭӡng O, thí nghiӋm Nikuratse

l

hd

2

2O

, vӟi tiӃt diӋn tròn

g

v.R

l

hd

24

- Ta ÿã biӃt trong trѭӡng hӧp chҧy tҫng thì

9 Ví dө: Tính tәn thҩt dӑc ÿѭӡng khi dҫu di chuyӇn trên ÿoҥn ӕng ÿѭӡng kính d=150

mm, dài l=1000m ӣ nhiӋt ÿӝ t = 200C (Qdҫu=0,2 cm2/s; J dҫu=8440 KN/m3), ÿӝ nhám ӕng'=0,1mm, vӟi G= 73,75 KN/h

Giҧi:

Theo ví dө trên ta ÿã xác ÿӏnh ÿѭӧc trҥng thái chҧy cӫa dҫu trong ӕng là chҧy tҫng vӟiRe= 1030 Tәn thҩt dӑc ÿѭӡng ÿѭӧc tính theo công thӭc Darcy:

m,,

,.,

.g

v.d

l.Reg

v.d

l

8192

1370150

10001030

642

642

2 2

2

uO