Báo cáo thí nghiệm thuỷ lực đại cương
Trang 1Học viện kỹ thuật quân sự
Bộ môn nhiệt thuỷ khí
Báo cáo
thí nghiệm thuỷ lực đại cơng
Họ và tên nhóm trởng : Nông Văn Thao
Họ và tên các thành viên của nhóm: Nguyễn Thái Phan Đức Thanh
Lớp : Ô TÔ - K42 Năm học : 2009 - 2010
Hà Nội 03/2010
Thí nghiệm thuỷ lực đại cơng
Mục đích.
từ đó xây dựng đợc các kỹ năng sử dụng các loại máy đó
trong thuỷ lực
A Bộ thiết bị thí nghiệm thuỷ lực
1 Mô tả thiết bị
+ Bộ phận chính để đo các số liệu thí nghiệm
+ Bộ phận phụ trợ để đảm bảo cấp nớc cho bộ phận chính hoạt động
+ Bộ phận chính: dài x rộng x cao = 172 x 45 x 135 cm Nặng 120kg + bộ phận phụ trợ: 120 x 50 x 220 Nặng 70kg
Trang 2I/ Bài thí nghiệm 1:
1 Tóm tắt lý thuyết.
thuộc vào trạng thái chuyển động Có haio trạng tháI chuyển động là chảy rối và chảy tầng
không xáo trộn vào nhau
.
Re d
V
V: vận tốc dòng chảy
d: đờng kính ống trụ tròn
2 Khảo sát hai trạng thái chảy ( thí nghiệm Râynol ).
Kết quả thí nghiệm Râynol
Qua tiến hành thí nghiệm ta có bảng kết quả nh sau:
(cm)
h1
(cm)
Q1
(cm2/s)
v1
(cm/s)
t0
(cm2/s)
Re=
v
d
1
trạng thái chảy
1
2
3
4
5
6
11.5
11.6
11.6
12.6
12.5
12.4
1.5 1.6 1.6 2.6 2.5 2.4
15 15.5 15.5 44.5 44 44
7.46 7.7 7.7 22.2 22 22
20 20 20 20 20 20
0.01006 0.01006 0.01006 0.01006 0.01006 0.01006
1270 1310 1310 3779 3745 3745
Chảy tầng Chảy tầng Chảy tầng Chảy rối Chảy rối Chảy rối Trong đó :
v : Vận tốc dòng chảy (cm/s) ;
d : Đờng kính ống trụ tròn : d= 1,6 cm ;
γ : Độ nhớt động học (tra bảng2- Hớng dẫn TNTL, Bộ môn Kỹ thuật nhiệt-
Nhận xét đánh giá:
1 Từ kết quả thí nghiệm trạng thái chảy qua kết quả đo đạc tính toán số Re
và sự quan sát dòng màu trong ống thí nghiệm ta thấy hoàn toàn phù hợp Trong 3 lần thí nghiêm đầu dòng nớc màu và nớc trong ống chảy thành từng dòng riêng biệt Trong khi đó ở 3 thí nghiệm sau dòng nớc màu và nớc trong ống nghiệm chuyển động xáo trộn lẫn nhau ta có dòng chảy rối Nguyên nhân của sự phù hợp này là do khi tiến hành thí nghiệm đã làm đúng và tơng đối chính xác, máy thí nghiệm cơ bản đảm bảo đợc nên kết quả thí nghiệm thu đợc tơng đối chính xác
2 Tuy nhiên trong thí nghiệm vẫn còn có sai số, do khi quan sát các dòng chảy còn cha đợc chuẩn, trong quá trình đọc ghi và tính toán còn có làm tròn số
3 So sánh giữa kết quả thí nghiệm và lý thuyết ta thấy hoàn toàn phù hợp
II bài thí nghiệm 2.
1 Tóm tắt lý thuyết.
phơng trình cân bằng tỷ năng Phơng trình này xác lập cho dòng chảy không nén đợc chảy ổn định từ mặt cắt 1-1 đến 2-2
Trang 3 1
p
+
2
1 1 2
v g
= z2+
2
p
+
g
v
2
2 2 2
+ hw12
trong đó:
+ Z1, Z2 : năng lợng vị trí của dòng chảy tại hai mặt cắt 1-1 và 2-2 so với mặt cắt chuẩn
+
1
p
,
2
p
: áp năng của sòng chảy
+
2
1 1 2
v g
,
g
v
2
2 2 2
: động năng dòng chảy
2 Xác định các thành phần của phơng trình năng lợng dòng chảy
(phơng trình bécnuli)
kết quả thí nghiệm phơng trình Bécnuli
Qua thí nghiệm ta có kết quả đợc trình bày nh bảng sau:
T
T
H1
(cm
)
h1
2
1 1 2
v g
z1+
1
g
v
2
2 2 2
z2 +
2
p
h
2 1
g
v
2
2 3 3
(1
z3+
3
p
h
3 2
w v4
g
v
2
2 2 2
z4+
4
4 3
w
v
2
2 5 5
z5+
5
5 4
w Ghi
chú
Trang 421.5 5.7 1 5.1E-6 24.7 -3.2 1 5.1E-6 24.5 0.2
Nhận xét đành giá
+ Sai số của thiết bị đo gây ra
+ Sai số do ngời làm thí nghiệm gây ra
+ Phơng trình Becnuli đợc ứng dụng dùng để xác định các thông số của dòng chảy tại hai mặt cắt khác nhau trên dòng chảy của chất lỏng
III bài thí nghiệm 3
1 tóm tắt lý thuyết.
Phơng trình Becnuli:
z1+
1
p
+
2
1 1 2
v g
= z2+
2
p
+
g
v
2
2 2 2
+ hw12
thành phần hw12 là tổn thất thuỷ lực khi dòng chảy chuyển động từ mặt cắt
ớt 1-1 đến 2-2 bao gồm tổn thất dọc đờng và tổn thất cục bộ
hw12=hl+hc
Trong đó tổn thất dọc đờng đợc xác định theo công thức:
2 1 2
l
V h
d g
Trong đó : l - là chiều dài đoạn dòng chảy
d - đờng kính ống
V – vận tốc trung bình của mặt cắt dòng chảy
g- gia tốc rơi tự do
- hệ số sức cản dọc đờng
động của chất lỏng và đặc trng hình học của ống dẫn cụ thể là độ nhám
thành ống
d
ống dẫn
d
Kết quả thí nghiệm tổn thất thuỷ lực dọc đờng
Qua tiến hành thí nghiệm và kết hợp với đồ thị Nicuratso ta có đợc kết quả
thí nghiệm nh bảng sau:
d
vi
thái chảy
1
2
12.6
12.5
2.6 2.5
44.5 44
22.2 22
0.0094 0.0094
3543 3510
1.2 1
0.65 0.54
Chảy rối chảy rối
Trang 53 12.4 2.4 43.5 21.6 0.0094 3505 0.8 0.43 chảy rối
Theo lý thuyết hệ số =0.5
1 1.75 2lg
2
d
=0,5
Từ bảng kết quả trên ta có đồ thị sau:
Đánh giá thí nghiệm:
phù hợp với kết quả lý thuyết
lỏng chuyển động trong lòng ống đó
IV Bài thí nghiệm 4:
1 Tóm tắt lý thuyết.
Nh đã nêu ở trên tổn thất thuỷ lực bao gồm tổn thất dọc đợng và tổn thất cục
bộ Tổn thất cục bộ đợc xác định nh sau:
2 2
c
V h
g
Trong đó:
- hệ số sức cản cục bộ
V- vận tốc trung bình của mặt cắt dòng chảy
g- gia tốc rơI tự do
2 1 2
(1 )
cm
1 2
0.5(1 )
h
Trang 6Trong đó 1, 2 là diện tích mặt cắt tại hai mặt cắt 1-1 và 2-2.
2 Xác định tổn thất thuỷ lực cục bộ
Kết quả thí nghiệm tổn thất cục bộ
Qua thí nghiệm và tính toán các số liệu ta có bảng kết quả thí nghiệm nh sau:
chú
1
2
3
12.6
12.5
12.4
2.6 2.5 2.4
44.5 44 43.5
39.4 39
38.5
22.2 22 21.6
0.5 0.3 0.2
5.3 5 4.6
0.22 0.2 1.86
1.8 1.3 1
50 49.5 48
0.64 0.63 0.61 Theo công thức lý thuyết ta có:
cm
1
2 2 d
d
)2 = ( 1 - 2
2
6 1
2 1
)2 = 0.19
ct
2
2 1 d
d
)2 = ( 1 - 22
2 1
6
1 )2 = 0.6
Nhận xét đánh giá:
1 Từ kết quả thực tế thí nghiệm và kết quả tính theo lý thuyết ta nhận thấy: Kết quả thực tế thí nghiệm xác với kết quả tính toán theo lý thuyết
2 Tuy nhiên giữa hai kết quả còn có sai số do trong quá trình thí nghiệm học viên đọc kết quả trên các thiết bị còn cha chính xác Ngoài ra còn tồn tại sai số của thiết bị cũng một phần gây ra sai số trong quá trình thí nghiệm
3 Nguyên nhân gây ra tổn thất cục bộ: Dòng chảy bị thay đổi vận tốc và h-ớng