Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống A Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống B... Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống C Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f
Trang 1BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ
BÀI 1: MẠCH LƯU CHẤT
Ngày thí nghiệm: 14/1/2016
Họ và tên: Lê Hữu Hiếu MSSV: 61302362
I Thiết bị
II Kết quả số liệu thí nghiệm
Thí nghiệm 1:
STT Chế độ mở W(lít) t(s) ΔPm (cm H2O) ΔPv (cm H2O)
Trang 2 Thí nghiệm 2:
STT Chế độ mở ΔPm (cm H2O) theo ống A ΔP ống A (cm H2O)
STT Chế độ mở ΔPm (cm H2O) theo ống B ΔP ống B (cm H2O)
STT Chế độ mở ΔPm (cm H2O) theo ống C ΔP ống C (cm H2O)
STT Chế độ mở ΔPm (cm H2O) theo ống D ΔP ống D (cm H2O)
Thí nghiệm 3:
STT Chế độ mở van 5 ΔPm( cm H2O) ΔP van (cm H2O)
Trang 32 Xử lý số liệu:
a Tính hệ số màng chắn và venturi:
- Khối lượng riêng của nước: = 995 kg/m3
- Độ nhớt của nước: μ = 0.0008 Ns/m2
- Trọng lượng riêng của nước: γ = ρ.g = 995.9,81 = 9760.95 N/m3
- Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s2
Ở chế độ mở hoàn toàn:
- Lưu lượng: 0 340
41 29
10
t
W
81 , 9 995
98 8 , 13 100 98
g
P
P m m
81 , 9 995
98 10 100 98
g
P
- Vận tốc qua màng chắn và venturi: V =
2
4
d
Q
017 , 0 14 , 3 1000
340 0 4
= 1.498 m/s (với d = 17 mm: đường kính lỗ của venturi và màng chắn)
- Re =
0008 0
017 0 498 1
Vd
= 31673
- Hệ số của màng chắn:
o Cm = V
Pm
g
2
) 1 ( 4
=1.498x
) 1 98 855 13 ( 81 9 2
) 04 0
017 0 1 ( 9761
4
x x
x
= 0.886
- Hệ số của venturi:
o Cv = V
Pv
g
2
) 1 ( 4
= 1.498x
) 1 98 040 10 ( 81 9 2
) 04 0
017 0 1 ( 9761
4
x x
x
= 1.047
Trang 4Tính toán tương tự như trên cho các chế độ mở khác ta thu được kết quả như sau:
Độ
mở
W
(lit) t (s)
Q (lit/s) g
Pm
(cmH2O)
g
Pv
HT 10 29.41 0.34 13.855 10.04 31673 0.886 1.047 1.498
¾ 10 30.09 0.332 13.082 9.524 30933 0.896 1.050 1.463
½ 10 31.15 0.321 16.496 8.999 29897 0.772 1.044 1.414
¼ 10 42.98 0.233 17.023 4.42 21715 0.551 1.082 1.027
b Tính thừa số ma sát trong ống dẫn
Ống A:
Ở chế độ mở hoàn toàn:
8 , 9 995
98 4 4 100 98
g
P
8 , 9 995
98 4 , 1 100 98
g
P P
Từ kết quả tính toán trong thí nghiệm 1 ta vẽ được đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Q
và
g
Pm
, phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa chúng là:
Q = 0.0124x + 0.1681
- Lưu lượng: Q = 0.0124x4.422 + 0.1687 = 0.224 (lít/s)
- Vận tốc dòng: V=
2
4
d
Q
029 0 14 3 1000
224 0 4
x
x
= 0.33931 m/s = 33.931 cm/s
(với d=29mm: đường kính trong của ống A)
- Thừa số ma sát trong ống A: f = .2.2.
LV
d g P
913 33 5 1
029 0 100 81 9 2 407 1
x
x x x x
= 0.0464
( với L=1.5m: chiều dài của ống A)
Trang 5- Chuẩn số Reynolds: Re =
0008 0
029 0 33913 0
Vd
= 12232
Tính tương tự như trên cho các độ mở khác nhau của ống A ta được kết quả thể hiện trong bảng số liệu sau:
Chế độ mở
g
P
( cm H2O)
g
Pm
( cm H2O) Q
(lít/s) V(cm/s) f Re
Thực hiện phép tính tương tự như tính cho ống A với việc sử dụng số liệu đo được cho từng ống B, C, D trong thí nghiệm 2 và đường kính trong ống B,C, D lần lượt là: 22mm, 17mm, 13.5mm, chiều dài ống B, C, D là 1.5m thì ta tính được kết quả như sau:
Ống B:
Chế độ mở
g
P
( cm H2O)
g
Pm
( cm H2O) Q (lít/s) V(cm/s) f Re
Ống C:
Chế độ
P
( cm H2O)
g
Pm
( cm H2O) Q (lít/s) V(cm/s) f Re
Trang 6 Ống D:
Chế độ
P
( cm H2O)
g
Pm
( cm H2O) Q (lít/s) V(cm/s) f Re
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của f theo Re của ống A
c Tính chiều dài tương đương của van:
Ở chế độ van 5 mở hoàn toàn và van 6 mở hoàn toàn:
81 , 9 995
98 8 , 2 100 98
g
P
81 , 9 995
98 4 , 2 100 98
g
Pv
P v
- Lưu lượng: Q=0.0124x2.811 + 0.1687=0.204 lít/s
Trang 7- Vận tốc dòng: V= 4 2
d
Q
04 0 14 3 1000
204 0 4
x
x
= 0.16234 m/s = 16.234 cm/s
-
81 9 2
16234 0
2
2 2
x g
V
- Chuẩn số Reynolds : Re=
0008 0
04 0 16234 0
Vd
= 8076
Từ thí nghiệm 2 ta vẽ được đồ thị quan hệ giữa f và Re Phương trình biểu diễn mối quan
hệ giữa chúng là:
f = 3.10-6Re + 0.0134
Thừa số ma sát: f =3.10-6Re + 0.0134=3.10-6 8076+ 0.0134=0.038
- Chiều dài tương đương: le =
038 0
04 0 04
f d
0.042 m
(với = 0.04 ứng với trường hợp ống mở hoàn toàn, d= 40mm: đường kính ống )
Thực hiện phép tính tương tự như trên cho các chế độ mở khác nhau của van 5 ta tính
được các kết quả như sau:
Độ
Pvan
(cmH2O)
g
Pm
(cmH2O )
Q (lít)
V (cm/s) V
HT 2.41 2.81 0.204 16.234 0.134 0.038 8076 0.042
¾ 3.82 2.82 0.204 16.240 0.134 0.038 8079 0.042
½ 3.92 3.51 0.212 16.879 0.145 0.039 8397 0.041
¼ 4.52 7.23 0.225 17.914 0.164 0.040 8912 0.040
Trang 83 Đồ thị:
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Q với hiệu của
g
Pm
và
g
Pv
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Cv và Cm theo Re
Trang 9Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống A
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống B
Trang 10Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống C
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa f theo Re của ống D II/ Biện luận
1/ Nhận xét về các giản đồ và so sánh kết quả trong danh sách
Trả lời:
+ Đối với đồ thị: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Cv và Cm theo Re, theo chiều tăng của Re thì Cv, Cm cũng tăng theo phù hợp so với lí thuyết , lưu lượng chảy càng nhanh thì hệ số màng chắn càng tốt
Trang 11+ Đối với đồ thị Re và hệ số ma sát của từng ống: mỗi ống đều có đặc thù riêng, và
là những đường công do thành ống cũng không đều, không chính xác, hệ số ma sát thay đổi theo từng vị trí và tốc độ của dòng chảy
2/ Nhận xét về mức tin cậy của kết quả đo và các nguyên nhân gây ra sai số
Mức tin cậy: trong cái đồ thị và bảng số liệu sau khi xử lí thống kê thì R2gần tiến sát về một, điều đó chứng tỏ số liệu đo gần đúng với lí thuyết, phần trăm của các co
số có thể chấp nhận được một phần vì máy móc cũ, một phần vì sai số do thao tác Các nguyên nhân gây ra sai số:
- Sai số hệ thống:
+ Sai số dụng cụ: có thể một số dụng cụ cũ không còn độ chính xác cao hoặc do lúc sản xuất thật sự không hoàn hảo như ống dây, van không còn chính xác
+ Sai số hóa chất: Là sai số trong các tạp chất đi phân tích, vd như nước có thể lẫn 1
số ion nhất định ảnh hưởng đến khối lượng riêng làm sai số
- Sai số ngẫu nhiên: Sai số ngẫu nhiên thể hiện độ lệch chuẩn, nó biểu thị độ phân tán của kết quả đo cũng có nghĩa là độ lặp lại của phép đo Nó thay đổi ngẫu nhiên tùy thuộc phương pháp đo lường, điều kiện đo lường, độ lớn của đại lượng đo và vào cá nhân người đo lường
+ Sai số do cách nhìn: trong quá trình thực hiện có thể do vị trí mắt đặt không đúng, dẫn đến đọc kết quả đo không chính xác, cùng với đó là sai số ở phần vị trí mắt nhìn lưu lượng thùng và bấm thời gian
+ Sai số do phần canh gốc ¼, ½, ¾ không chính xác dẫn đến sai số nhiều
Sai số ngẫu nhiên phát sinh do hàng loạt nguyên nhân không kiểm soát được và luôn luôn có mặt trong bất cứ phép đo lường nào Ta không thể loại bỏ được sai số ngẫu nhiên nhưng có thể giảm thiểu tới mức tùy ý muốn bằng cách tăng lên số lần
đo n một cách tương ứng
3/ Dựa trên giản đồ đo được đề nghị mục đích sử dụng của van
Trả lời: Dựa trên giản đồ kết hợp với lí thuyết, ứng dụng của van:
+ Dùng tính lưu lượng chảy trong chất lỏng
+ Xác định tổng thể tính cần tính, từ đó xác định công xuất bơm, thời gia bơm giúp nâng cao năng xuất, hiệu quả của bơm
Trang 12+ Xác định hệ số ma sát, chế độ chảy của dòng để điều chỉnh phù hợp cho từng loại dung chất khác nhau