MẠCH lưu CHẤT thực hành kttp2

1.1 Tóm tắtBài báo cáo nói về sự khảo sát của các dòng chảy bên trong ống dẫn với những kích thước khác nhau Ø16, Ø21, Ø27, Ø27 nhám trên đấy có lắp lưu lượng kế, ứng với mỗi lưu lượng

Mục Lục

1.1 Tóm tắt 2

1.2 Giới thiệu 2

1.3 Mục đích thí nghiệm 3

1.4 Thực nghiệm 3

1.4.1 Chuẩn bị 3

1.4.2 Thí nghiệm 1 3

1.4.3 Thí nghiệm 2 4

1.5 Kết quả thí nghiệm và tính toán 4

1.5.1 Thí nghiệm 1 4

1.5.1.1Bảng kết quả thí nghiệm 1 4

1.5.1.2 Tính toán thí nghiệm 1 5

1.5.1.3 Biểu đồ 7

1.5.2 Thí nghiệm 2 9

1.5.2.1 Bảng kết quả hí nghiệm 2 9

1.5.2.2 Tính toán thí nghiệm 2 10

1.5.2.3 Biểu đồ 11

1.6 Kết luận 12

Tài liệu tham khảo 13

1.1 Tóm tắt

Bài báo cáo nói về sự khảo sát của các dòng chảy bên trong ống dẫn với những kích thước khác nhau ( Ø16, Ø21, Ø27, Ø27 nhám ) trên đấy có lắp lưu lượng kế, ứng với mỗi lưu lượng khác nhau và tính chất đường ống khác nhau thì ta đo được sự chênh lệch cột áp khác nhau, từ đó thiết lập mối quan hệ giữa tổn thất áp suất do ma sát và vận tốc dòng nước Tương tự ta khảo sát trên các đột thu, đột mở, van, khớp nối, co… để xác định trở lực cục bộ

Về phương pháp:

Ở thí nghiệm 1: cho dòng lưu chất chảy qua lần lượt các đường ống cần khảo sát, trên đó có gắn lưu lượng kế dùng để chỉnh lưu lượng của dòng nước chảy, ứng với mỗi lưu lượng ta đo được độ chênh lệch áp khác nhau, từ đó ta ghi nhận kết quả và tính toán

Ở thí nghiệm 2: cho dòng lưu chất chảy qua các đột thu đột mở, với những lưu lượng khác nhau ta đo được độ chênh áp khác nhau, từ đó thu nhận kết quả và tính trở lực cục bộ

1.2 Giới thiệu

Khi dòng chất lỏng không nén được chảy qua ống, các loại khớp nối, van hay các thiết bị đo đều bị tổn thất áp suất (năng lượng) điều này sẽ làm tăng năng lượng cần thiết để vận chuyển chất lỏng Do đó, khi tính toán, thiết kế và lựa chọn các thiết bị vận chuyển chất lỏng ta phải tính toán được các tổn thất này Bài thí nghiệm mạch lưu chất sẽ hướng dẫn sinh viên xác định được các tổn thất đó như: tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống, tổn thất cục bộ của

co, van, đột thu, đột mở; tính toán hệ số lưu lượng các dụng cụ đo (màng chắn, Ventury, ống Pito)

Mô hình thí nghiệm này được thiết kế để cho phép nghiên cứu chi tiết tổn thất cột áp của lưu chất xuất hiện khi một dòng lưu chất không nén được chuyển động qua thành ống, các co nối, các van, các thiết bị đo lường

về độ nhám của ống trên cùng một kích thước ống, cũng như ở khoảng chuẩn số Reynolds cao hơn

Cùng với đó, việc khảo sát trở lục qua van, việc đo lưu lượng qua màng chắn, ống Ventury cũng được thực hiện

1.3 Mục đích thí nghiệm

- Thí nghiệm 1: xác định mối quan hệ giữa tổn thất áp suất do ma sát và vận tốc của nước chảy bên trong ống trơn và sát định hệ số ma sát f

- Thí nghiệm 2: xác định trở lực cục bộ của co, van, đột thu, đột mở

1.4 Thực nghiệm

1.4.1 Chuẩn bị

- Lưu chất sử dụng trong thí nghiệm là nước

- Mở công tắc tổng

- Kiểm tra nước trong bồn chứa, nước phải chiếm ¾

- Mở tất cả các van, bật bơm cho nước vào hệ thống, đợi 2-3 phút cho nước chảy ổn định và đuổi hết bọt khí ra ngoài

1.4.2 Thí nghiệm 1

Đóng tất van không cần thiết (trừ van điều chỉnh lưu lượng) mở những van trên đường ống cần khảo sát Chỉnh mực nước về bằng nhau ở các cột chữ U, kiêm tra rò rỉ các ống và tiến hành thí nghiệm Cụ thể: khảo sát ống Ø16 ta mở van ở ống 16, bật bơm và tiếp theo mở van chỉnh lưu lượng thật nhanh, chỉnh lưu lượng qua ống chờ cột áp bên bảng đo cột áp ổn định rồi đo lấy chênh lệch cột áp của đường ống cần khảo sát, sau đó tắt bơm và thực hiện lại nhiều lần với lưu lượng khác nhau, thu được kết quả và tính toán Tương tự cho các ống khác

1.4.3 Thí nghiệm 2

Đóng tất van không cần thiết (trừ van điều chỉnh lưu lượng) mở những van trên đường ống cần khảo sát Chỉnh mực nước về bằng nhau ở các cột chữ U, kiêm tra rò rỉ các ống và tiến hành thí nghiệm Cụ thể: với đột thu ta mở van ở đột thu, bật bơm và tiếp theo mở van chỉnh lưu lượng thật nhanh, chỉnh lưu lượng qua ống chờ cột áp bên bảng đo cột áp ổn định rồi đo lấy chênh lệch cột áp của đột thu cần khảo sát, sau đó tắt bơm và thực hiện lại nhiều lần với lưu lượng khác nhau, thu được kết quả và tính toán Tương tự cho đột mở ,van , co…

1.5 Kết quả thí nghiệm

1.5.1 Thí nghiệm 1

1.5.1.1 Bảng kết quả thí nghiệm

Đường kính ống Lần đo Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất thực tế

(m H2O)

Đường kính ống Lần đo Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất thực tế

(m H2O)

4 23,38*10-5 0,042

1.5.1.2 Tính toán thí nghiệm 1:

Khi Re 2300 thì

Khi thì

Khi thì

Khi thì

Trong trường hợp này

Tính toán tương tự ta thu được bảng số liệu sau:

Ống khảo

sát STT Vận tốc dòngchảy

(m/s)

sát Tổn thất lýthuyết

mH2O

Tổn thất áp suất thực tế (m H2O)

1.5.1.3 Biểu đồ

Biểu đồ thể hiện chênh lệch áp suất lý thuyết với vận tốc dòng chảy của ống 16

Biểu đồ thể hiện chênh lệch áp suất lý thuyết với vận tốc dòng chảy của ống 21

Biểu đồ thể hiện chênh lệch áp suất lý thuyết với vận tốc dòng chảy của ống 27 nhá

1.5.2 Thí nghiệm 2

1.5.2.1 Kết quả đo được:

Lần đo Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất thực tế

(mH2O)

Lần đo Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất thực tế

(mH2O)

1.5.2.2 Tính toán thí nghiệm 2

Áp suất động

Vị trí Đường

kính ống

(mm)

STT Lưu lượng

(m3/s)

Tổn thất

áp suất

mH2O

Áp suất động

Vận tốc (m/s)

Hệ số trở lực cục bộ

Vị trí Đường

kính ống

(mm)

STT Lưu lượng

(m3/s)

Tổn thất

áp suất mH2O

Áp suất động Vận tốc(m/s) Hệ số trởlực cục

bộ

1 2,505*10-5 0,002 0,00026 0,072 7,69

2 3,841*10-5 0,005 0,00063 0,111 7,93

1.5.2.3 Biểu đồ mối quan hệ giữa hệ số trở lực cục bộ và lưu lượng

+ Đột thu

+ Đột mở:

1.6 Kết luận

Trong thí nghiệm 1 ta thấy với mỗi lưu lượng khác nhau thì dòng lưu chất chảy với tốc độ khác nhau trên cùng 1 ống, với mỗi vận tốc khác nhau thì độ chênh lệch cột áp thực tế khác nhau nhưng có điểm chung là đều tỉ lệ thuận Và khi tính được tổn thất cột áp lý thuyết thì tổn thất cột áp vẫn tỉ lệ thuận với vận tốc V của dòng lưu chất trong thí nghiệm

Trong thí nghiệm 2: Khi cho dòng lưu chất qua đột thu hoặc đột mở thì dòng lưu chất sẽ thay đổi vận tốc, ta sẽ đo được độ chênh áp khác nhau khi cho dòng chảy chảy với vận tốc khác nhau từ đó ta tính được áp suất động và hệ số trở lực cục bộ Tóm lại những đột thu đột mở

sẽ tạo ra trở lực làm cho dòng chảy thay đổi

Tài liệu tham khảo

[1] Tài liệu hướng dẫn thực hành các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học

[2] Nguyễn Bin - Tính toán quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm – NXB khoa học vs kỹ thuật, Hà Nội 1999

[3] Phạm Văn Vĩnh – Cơ học chất lỏng ứng dụng – Nhà xuất bản giáo dục, 2000