53 5.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN THÀNH MỎNG, ĐẬP TRÀN MẶT CẮT THỰC DỤNG VÀ ĐẬP TRÀN ĐỈNH RỘNG .... DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các thông số tính toán kênh mặt cắt hình ch
Trang 1MỤC LỤC
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN 0
TÓM TẮT 5
ABSTRACT 5
DANH MỤC CÁC BẢNG 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7
LỜI CẢM ƠN 9
Chương 1 : NỘI DUNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THỦY LỰC 10
1.1 GIỚI THIỆU 10
1.2 CÁC NỘI DUNG CHÍNH PHẦN MỀM THỦY LỰC 10
Chương 2: MÔ ĐUN ÁP LỰC TRÊN THÀNH PHẲNG 18
2.1 TÍNH TÓAN ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH CHỮ NHẬT 18
2.1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 18
2.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH CHỮ NHẬT 19
2.2 TÍNH TÓAN ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH THANG VÀ TAM GIÁC 20
2.2.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 20
2.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH THANG CÂN VÀ TAM GIÁC CÂN 21
2.3 TÍNH TÓAN ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH TRÒN 22
2.3.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 22
2.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH TRÒN 23
2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG 24
Chương 3: MÔ ĐUN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 26
3.1 TÍNH TÓAN LƯU LƯỢNG TRONG ỐNG 26
3.1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 26
3.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH LƯU LƯỢNG TRONG ỐNG 27
3.2 TÍNH TÓAN ÁP SUẤT P1 (HOẶC P2) TRONG ỐNG 28
3.2.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 28
3.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP SUẤT P1 ( HOẶC P2) TRONG ỐNG 29
3.3 TÍNH TÓAN CAO TRÌNH Z1 (HOẶC Z2) TRONG ỐNG 30
3.3.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 30
3.4 TÍNH TÓAN CHIỀU DÀI ỐNG 32
3.4.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 32
3.4.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH CHIỀU DÀI ỐNG 32
Trang 23.5 TÍNH TÓAN ĐƯỜNG KÍNH ỐNG HOẶC CHIỀU RỘNG CHIỀU CAO ỐNG CHỮ
NHẬT 34
3.5.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 34
3.5.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ĐƯỜNG KÍNH HOẶC CHIỀU RỘNG CHIỀU CAO ỐNG 34
3.6 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TÓAN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 35
Chương 4: MÔ ĐUN THỦY LỰC KÊNH HỞ 37
4.1 DÒNG ĐỀU KÊNH MẶT CẮT CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG 37
4.1.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG 37
4.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN DÒNG ĐỀU MẶT CẮT HÌNH CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG 38
4.2 DÒNG ĐỀU KÊNH MẶT CẮT HÌNH TRÒN 40
4.2.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH TRÒN 40
4.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH TRÒN 41
4.3 DÒNG ĐỀU KÊNH MẶT CẮT HÌNH PARABOL 43
4.3.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH PARABOL 43
4.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN MẶT CẮT PARABOL 44
4.4 DÒNG KHÔNG ĐỀU KÊNH MẶT CẮT CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG 46
4.4.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG 46
4.4.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN DÒNG KHÔNG ĐỀU 46
4.5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TÓAN DÒNG ĐỀU VÀ KHÔNG ĐỀU TRONG KÊNH 50
Chương 5: MÔ ĐUN DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN 53
5.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN THÀNH MỎNG, ĐẬP TRÀN MẶT CẮT THỰC DỤNG VÀ ĐẬP TRÀN ĐỈNH RỘNG 53
5.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN THÀNH MỎNG, ĐẬP TRÀN MẶT CẮT THỰC DỤNG VÀ ĐẬP TRÀN ĐỈNH RỘNG 54
5.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH DÒNG CHẢY QUA ĐẬP TRÀN THÀNH MỎNG, ĐẬP TRÀN MẶT CẮT THỰC DỤNG VÀ ĐẬP TRÀN ĐỈNH RỘNG 55
Chương 6: MÔ ĐUN NƯỚC NHẢY 56
6.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN NƯỚC NHẢY 56
6.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN NƯỚC NHẢY 56
6.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NƯỚC NHẢY 57
Chương 7: MÔ ĐUN DÒNG CHẢY QUA CỐNG 58
7.1 CỐNG HỞ 58
7.1.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY QUA CỐNG HỞ 58
7.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG CHẢY QUA CỐNG HỞ 58
7.2 CỐNG NGẦM 63
Trang 37.2.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁNLƯU LƯỢNG CHẢY QUA CỐNG NGẦM 63
7.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG CHẢY QUA CỐNG NGẦM 63
7.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỐNG 65
Chương 8: MÔ ĐUN TIÊU NĂNG 67
8.1 BỂ TIÊU NĂNG 67
8.1.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ TIÊU NĂNG 67
8.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN BỂ TIÊU NĂNG 67
8.2 TƯỜNG TIÊU NĂNG 69
8.2.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TƯỜNG TIÊU NĂNG 69
8.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN TƯỜNG TIÊU NĂNG 69
8.3 BỂ TƯỜNG KẾT HỢP 71
8.3.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ TƯỜNG KẾT HỢP 71
8.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN BỂ TƯỜNG KẾT HỢP 71
8.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TIÊU NĂNG 73
Chương 9: KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
Trang 4ABSTRACT
The Hydraulic Computation software applying in water resource engineering, Civil Engineering and Environmental Engineering was programmed in C# language The software includes the modules as follows:
- Static pressure force
in table and in chart to analyze
Trang 5DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Các thông số tính toán kênh mặt cắt hình chữ nhật và hình thang 37 Bảng 2.2: Các thông số tính toán kênh mặt cắt hình tròn 40 Bảng 2.3: Các thông số tính toán kênh mặt cắt hình parabol 43
Trang 6DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Giao diện tính toán áp lực 11
Hình 1.2: Giao diện tính toán thủy lực đường ống 12
Hình 1.3: Giao diện tính toán thủy lực dòng đều 13
Hình 1.4: Giao diện tính toán thủy lực cống 14
Hình 1.5: Giao diện tính toán thủy lực đập tràn 15
Hình 1.6: Giao diện tính toán nước nhảy 16
Hình 1.7: Giao diện tính toán bể tiêu năng 17
Hình 2.1: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình chữ nhật 19
Hình 2.2: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình thang cân và tam giác cân 21
Hình 2.3: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình chữ nhật 23
Hình 3.1: Sơ đồ khối tính lưu lượng trong ống 27
Hình 3.2: Sơ đồ khối tính áp suất p1 hoặc p2 29
Hình 3.3: Sơ đồ khối tính cao trình z1 hoặc z2 31
Hình 3.4: Sơ đồ khối tính chiều dài ống 33
Hình 3.5: Sơ đồ khối tính đường kính hoặc chiều rộng chiều cao ống 35
Hình 4.1: Sơ đồ khối tính tóan lưu lượng dòng đều mặt cắt hình chữ nhật và hình thang 38
Hình 4.2: Sơ đồ khối tính tóan độ sâu phân giới mặt cắt hình chữ nhật và hình thang 39
Hình 4.3: Sơ đồ khối tính tóan độ sâu dốc phân giới mặt cắt hình chữ nhật và hình thang 39
Hình 4.4: Sơ đồ khối tính lưu lượng dòng đều mặt cắt hình tròn 41
Hình 4.5: Sơ đồ khối tính tóan độ sâu phân giới mặt cắt hình tròn 42
Hình 4.6: Sơ đồ khối tính tóan độ dốc phân giới mặt cắt hình tròn 43
Hình 4.7: Sơ đồ khối tính tóan lưu lượng mặt cắt parabol 44
Hình 4.8: Sơ đồ khối tính tóan độ sâu phân giới mặt cắt parabol 45
Hình 4.9: Sơ đồ khối tính tóan độ dốc phân giới mặt cắt parabol 45
Hình 4.10: Sơ đồ khối xác định kiểu đường 47
Hình 4.11: Sơ đồ khối tính độ sâu hạ lưu 48
Hình 4.12: Sơ đồ khối tính độ sâu thượng lưu 49
Hình 5.1: Sơ đồ khối tính tóan lưu lượng qua đập tràn 55
Hình 6.1: Sơ đồ khối tính toán nước nhảy 56
Hình 7.1: Sơ đồ khối tính toán lưu lượng qua cống hở 62
Hình 7.2: Sơ đồ khối tính toán lưu lượng qua cống ngầm 64
Hình 7.3 Chảy tự do 65
Trang 7Hình 7.4: Chảy ngập 65
Hình 7.5: Chảy không áp 65
Hình 7.6 Chảy bán áp 66
Hình 7.7: Chảy có áp 66
Hình 8.1: Sơ đồ khối tính bể tiêu năng 68
Hình 8.2: Sơ đồ khối tính tường tiêu năng 70
Hình 8.3: Sơ đồ khối tính bể tường kết hợp 72
Hình 8.4: Bể tiêu năng 73
Hình 8.5: Tường tiêu năng 73
Hình 8.6: Bể tường kết hợp 74
Hình 8.7: Chiều dài bể tiêu năng 76
Trang 8LỜI CẢM ƠN
Nhóm nghiên cứu đề tài Xây dựng phần mềm tính toán thủy lực chân thành cảm ơn:
- Các thầy cô trong bộ môn Cơ lưu Chất trường ĐH Bách khoa Tp HCM
- Các thầy cô trong khoa Kỹ thuật Xây dựng trường ĐH Bách khoa Tp HCM
- Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM
- Đại học Quốc gia Tp HCM
Đã đóng góp ý kiến và tạo điều kiện để thực hiện nghiên cứu này
Mặc dù đã cố gắng trong khả năng có thể nhưng chắc chắn kết quả nghiên cứu vẫn còn thiếu sót Rất mong nhận được các góp ý của các nhà khoa học, các đồng nghiệp và các bạn sử dụng kết quả nghiên cứu này hầu có thể hoàn thiện cho đề tài nghiên cứu
Các đóng góp xin vui lòng gởi về địa chỉ E-mail: hoai_hc@yahoo.com
Xin chân thành cảm ơn
Thay mặt nhóm nghiên cứu PGS.TS Huỳnh Công Hoài
Trang 9Chương 1 : NỘI DUNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THỦY LỰC
1.1 GIỚI THIỆU
Phần mềm tính toán thủy lực được viết bằng ngôn ngữ C# (C Sharp) của Microsoft Đây
là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được sử dụng rộng rãi để xây dựng các phần mềm C# có một trình soạn thảo tiến tiến, thuận lợi cho việc thiết kế giao diện người dùng và còn là một ngôn ngữ tương thích với nhiều ứng dụng trên window
Phần mềm tính toán thủy lực được thiết kế với giao diện thân thiện với người sử dụng và các menu hoàn toàn bằng tiếng Việt, do đó dễ dàng phổ cập cho nhiều đối tượng sử dụng Ngoài
ra phần xuất các kết quả, có thể lựa chọn nhiều hình thức trình bày như bằng các bảng biểu, bằng biểu đồ để so sánh hay bằng văn bản báo cáo Phần mềm tính toán thủy lực còn tích hợp nội dung các bảng biểu để tra cứu các hệ số dùng cho việc thiết kế các công trình thủy lợi
1.2 CÁC NỘI DUNG CHÍNH PHẦN MỀM THỦY LỰC
Nội dung của phần mềm thủy lực bao gồm 7 modul
1 Modul 1-Áp lực thủy tĩnh: Bao gồm áp lực lên thành phẳng Modul này tính toán cường độ, điểm đặt áp lực các mặt cắt hình chữ nhật, hình tròn, hình tam giác và hình thang
2 Modul 2-Thủy lực đường ống: tính toán lưu lượng, áp suất, mất năng trong ống, kích thước ống, chiều dài ống, cao trình ống
3.Modul 3-Thủy lực kênh hở : Bao gồm các kênh mặt cắt hình chữ nhật, tam giác, hình thang, hình parabol và hình tròn Modul này tính toán kích thước kênh, lưu lượng, vận tốc , độ sâu, độ dốc phân giới, trạng thái chảy cho trường hợp dòng đều Ngoài ra trong modul này cũng có xét trường hợp dòng chảy không đều, vẽ định lượng các đường mặt nước trong kênh
4 Modul 4 - Cống: Tính toán cho các trường hợp dòng chảy qua cống hở và cống ngầm Bao gồm chảy tự do và chảy ngập cho cống hở, chảy không áp, bán áp, có áp cho cống ngầm Các kết quả tính toán bao gồm lưu lượng, mực nước thượng hạ lưu, bề rộng cống, độ mở cửa cống Modul này cũng cung cấp các bảng tra các hệ lưu lượng dùng trong tính toán
5.Modul 5-Đập tràn: Tính toán cho các loại đập tràn thông dụng gồm đập tràn thành mỏng, đập tràn mặt cắt thực dụng và đập tràn đỉnh rộng Trong mỗi loại đập tràn xác định lưu lượng qua đập, mực nước trước đâp, cao trình đỉnh đập và kích thước đập
6 Modul 6 - Nước nhảy: Modul này tính toán nước nhảy cho trường hợp mặt cắt hình chữ nhật, hình thang và hình tròn Xác định độ sâu trước và sau nước nhảy, chiều dài nước nhảy và mất năng lượng qua nước nhảy
Modul 7-Tiêu năng: Tính toán cho trường hợp tiêu năng sau công trình cống, hoặc đâp tràn bao gồm bể tiêu năng, tường tiêu năng và bể tường kết hợp Kết quả tính toán sẽ cho ra kích thước của
bể và tường cũng như chiều dài bể và vị trí xây tường
Trang 10Hình 1.1: Giao diện tính toán áp lực
Trang 11Hình 1.2: Giao diện tính toán thủy lực đường ống
Trang 12Hình 1.3: Giao diện tính toán thủy lực dòng đều
Trang 13Hình 1.4: Giao diện tính toán thủy lực cống
Trang 14Hình 1.5: Giao diện tính toán thủy lực đập tràn
Trang 15Hình 1.6: Giao diện tính toán nước nhảy
Trang 16Hình 1.7: Giao diện tính toán bể tiêu năng
Trang 17Chương 2: MÔ ĐUN ÁP LỰC TRÊN THÀNH PHẲNG 2.1 TÍNH TÓAN ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH CHỮ NHẬT
- Góc nghiêng: , so với mặt phẳng nằm ngang
- Áp suất trên mặt lưu chất: p o 0
- Trọng lượng riêng lưu chất:
Các thông số tính toán trung gian:
- Khoảng cách điểm đặt đến tâm: d
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Mặt hình chữ nhật có cạnh song song với mặt thoáng
- Tính với áp suất dư
- Áp suất trên mặt thoáng p o 0
Trang 182.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH CHỮ NHẬT
Hình 2.1: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình chữ nhật
d = 0
Trang 192.2 TÍNH TÓAN ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH THANG VÀ TAM GIÁC 2.2.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
- Góc nghiêng: , so với mặt phẳng nằm ngang
- Áp suất trên mặt lưu chất: p o 0
- Trọng lượng riêng lưu chất:
Các thông số tính toán trung gian:
- Khoảng cách điểm đặt đến tâm: d
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Mặt hình thang cân hoặc hình tam giác cân có cạnh song song với mặt thoáng
- Tính với áp suất dư
- Áp suất trên mặt thoáng p o 0
Trang 202.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH THANG CÂN VÀ TAM GIÁC CÂN
Hình 2.2: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình thang cân và tam giác cân
Input: b 1 , b 2 , a, h 1 , , p o 0, ( nếu hình tam giác thì b 1 , hoặc
I c = (b 2 + b 1 + 4b 1 b 2 ).a 2 /[36(b 2 + b 1 )]
y c = (h c +p o /)/sin
d= I c /( y c A)
0 true
Trang 21- Góc nghiêng: , so với mặt phẳng nằm ngang
- Áp suất trên mặt lưu chất: p o 0
- Trọng lượng riêng lưu chất:
Các thông số tính toán trung gian:
- Khoảng cách điểm đặt đến tâm: d
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Mặt hình chữ nhật có cạnh song song với mặt thoáng
- Tính với áp suất dư
- Áp suất trên mặt thoáng p o 0
Trang 222.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG HÌNH TRÒN
Hình 2.3: Sơ đồ khối tính áp lực lên mặt hình chữ nhật
d = 0
Trang 232.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH ÁP LỰC LÊN THÀNH PHẲNG
Trên diện tích vi phân
Lực tác dụng lên toàn bộ diện tích
A y
F cÁp lực F tác dụng lên diện tích A bằng áp suất tại trọng tâm (pc) diện tích A nhân cho diện tích đó
dAdF
po
F
Xác định áp lực trên mặt phẳng
: moment tĩnh của diện tích A đối với trục OX
A ydA
Trang 24Xác định điểm đặt áp lực trên mặt phẳng
Điểm đặt: D ( yD và xD) của F
Xác định yD:
- Moment của F đối với trục OX
Mox = F yD = (hcA) yD = ycsin A yD
Ngòai ra: monent của dF trên dA đối với trục OX là:
dMox = dF y = pdA y= ( hdA)y = y2 sin dA
Vậy moment của F đối với trục OX là :
A
Moment quán tính đđ/v trục Ox có thể tính từ moment quán tính đđ/v trục đi
ngang qua trọng tâm C theo công thức
A y I
c c
ox
Ay
AyIy
c
2 c c
Ay
Iyy
c
c C
D
Ay
Iyy
c
c C
Ic luôn luôn dương, do đó Nghĩa là vị trí D thấp hơn C y yD C
Trang 25Chương 3: MÔ ĐUN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 3.1 TÍNH TÓAN LƯU LƯỢNG TRONG ỐNG
3.1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Các thông số nhập:
- Áp suất 1 - p 1 : áp suất đầu ống
- Áp suất 2 - p 2 : áp suất cuối ống
- Cao trình 1 - z 1 : cao trình đầu ống
- Cao trình 2 - z 2 : cao trình cuối ống
- Chiều dài ống - L : chiều dài từ đầu ống đến cuối ống
- Độ nhám ống - n : độ nhám Manning nếu dùng công thức Chezy
- Độ nhám tuyệt đối – : độ nhám tuyết đối trong ống nếu dùng công thức Colebrook
Darcy Đường kính ống – D: ( hoặc a, b nếu mặt cắt hình chữ nhật)
- Trọng lượng riêng - : trọng lượng riêng lưu chất
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Chảy rối thành hoàn toàn nhám
- Hệ số tổn thất tính theo công thức Prandtl- Nikuradse
D
lg 1 14 2 3 17 2
1
- Ống dài tổn thất cục bộ xem không đáng kể
Trang 263.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH LƯU LƯỢNG TRONG ỐNG
Hình 3.1: Sơ đồ khối tính lưu lượng trong ống
Input: p1, p2, z1, z2, L, n (hoặc ), D (hoặc a,b) , ,
Sto p
Trang 273.2 TÍNH TÓAN ÁP SUẤT P1 (HOẶC P2) TRONG ỐNG
3.2.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Các thông số nhập:
- Lưu lượng: lưu lượng trong ống
- Áp suất 2 - p 2 : áp suất cuối ống (hoặc p 1 : áp suất đầu ống)
- Cao trình 1 - z 1 : cao trình đầu ống
- Cao trình 2 - z 2 : cao trình cuối ống
- Chiều dài ống - L : chiều dài từ đầu ống đến cuối ống
- Độ nhám ống - n : độ nhám Manning nếu dùng công thức Chezy
- Độ nhám tuyệt đối – : độ nhám tuyết đối trong ống nếu dùng công thức Colebrook
Darcy Đường kính ống – D: ( hoặc a, b nếu mặt cắt hình chữ nhật)
- Trọng lượng riêng - : trọng lượng riêng lưu chất
- Áp suất p1 : áp suất p1 đầu ống
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Chảy rối thành hoàn toàn nhám
- Hệ số tổn thất tính theo công thức Prandtl- Nikuradse
D
lg 1 14 2 3 17 2
1
- Ống dài tổn thất cục bộ xem không đáng kể
Ghi chú: Trường hợp tính áp suất p 2 cách thức tính toán hầu như tương tự tính áp suất p 1
Trang 283.2.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ÁP SUẤT P1 ( HOẶC P2) TRONG ỐNG
Sto p
p 2 = [(p 1 / + z 1 )- z 2 -h d ]
Trang 293.3 TÍNH TÓAN CAO TRÌNH Z 1 (HOẶC Z 2 ) TRONG ỐNG
3.3.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Các thông số nhập:
- Lưu lượng: lưu lượng trong ống
- Áp suất 1 - p 1 : áp suất đầu ống
- Áp suất 2 - p 2 : áp suất cuối ống
- Cao trình 2 - z 2 : cao trình cuối ống ( hoặc z 1 : cao trình đầu ống)
- Chiều dài ống - L : chiều dài từ đầu ống đến cuối ống
- Độ nhám ống - n : độ nhám Manning nếu dùng công thức Chezy
- Độ nhám tuyệt đối – : độ nhám tuyết đối trong ống nếu dùng công thức Colebrook
Darcy Đường kính ống – D: ( hoặc a, b nếu mặt cắt hình chữ nhật)
- Trọng lượng riêng - : trọng lượng riêng lưu chất
- Cao trình z 1 : Cao trình z 1 đầu ống (Cao trình z 2 cuối ống)
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Chảy rối thành hoàn toàn nhám
- Hệ số tổn thất tính theo công thức Prandtl- Nikuradse
D
lg 1 14 2 3 17 2
1
- Ống dài tổn thất cục bộ xem không đáng kể
Ghi chú: Trường hợp tính cao trình z 2 cách thức tính toán hầu như tương tự như tính cao trình
z 1
Trang 303.3.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH CAO TRÌNH Z 1 ( HOẶC Z 2 ) TRONG ỐNG
Hình 3.3: Sơ đồ khối tính cao trình z1 hoặc z2
Input: p 1 , p 2 , z 2 , (hoặc z 1 ), L, n (hoặc ), D (hoặc a,b) , ,
Sto p
Trang 313.4 TÍNH TÓAN CHIỀU DÀI ỐNG
3.4.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Các thông số nhập:
- Lưu lượng: lưu lượng trong ống
- Áp suất 1 - p 1 : áp suất đầu ống
- Áp suất 2 - p 2 : áp suất cuối ống
- Cao trình 1 – z 1 : cao trình đầu ống
- Cao trình 2 - z 2 : cao trình cuối ống
- Độ nhám ống - n : độ nhám Manning nếu dùng công thức Chezy
- Độ nhám tuyệt đối – : độ nhám tuyết đối trong ống nếu dùng công thức Colebrook
Darcy Đường kính ống – D: ( hoặc a, b nếu mặt cắt hình chữ nhật)
- Trọng lượng riêng - : trọng lượng riêng lưu chất
- Chiều dài ống - L : chiều dài từ đầu ống đến cuối ống
Điều kiện tính toán và công thức tính toán:
- Chảy rối thành hoàn toàn nhám
- Ống dài tổn thất cục bộ xem không đáng kể
3.4.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH CHIỀU DÀI ỐNG
Trang 32Hình 3.4: Sơ đồ khối tính chiều dài ống
Stop
Output: L, R, A, K, V, h d , J, Re
Output: Áp lực tại đầu ống không đủ để có dòng chảy
False
False
Output: Chiều dài ống quá ngắn
so với khoảng cách z 1 đến z 2
Trang 333.5 TÍNH TÓAN ĐƯỜNG KÍNH ỐNG HOẶC CHIỀU RỘNG CHIỀU CAO ỐNG CHỮ NHẬT
3.5.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Các thông số nhập:
- Lưu lượng: lưu lượng trong ống
- Áp suất 1 - p 1 : áp suất đầu ống
- Áp suất 2 - p 2 : áp suất cuối ống
- Cao trình 1 – z 1 : cao trình đầu ống
- Cao trình 2 - z 2 : cao trình cuối ống
- Độ nhám ống - n : độ nhám Manning nếu dùng công thức Chezy
- Độ nhám tuyệt đối – : độ nhám tuyết đối trong ống nếu dùng công thức Colebrook
Darcy Chiều dài ống Darcy L : chiều dài từ đầu ống đến cuối ống
- Trọng lượng riêng - : trọng lượng riêng lưu chất
- Chảy rối thành hoàn toàn nhám
- Ống dài tổn thất cục bộ xem không đáng kể
3.5.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH ĐƯỜNG KÍNH HOẶC CHIỀU RỘNG CHIỀU CAO ỐNG
Trang 34Hình 3.5: Sơ đồ khối tính đường kính hoặc chiều rộng chiều cao ống
3.6 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TÓAN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG
Sto p
= 2LQ 2 /(gh d )
Trang 35Q 1 và Q 2 là lưu lượng tại mặt cắt 1 và 2
Phương trình năng lượng:
2 12
2 2 2 2 1 1 2 1
g
V z
p g
V 1 , V 2 :vận tốc trung bình tại mặt căt 1 và 2
p 1 , p 2 : áp suất tại mặt căt 1 và 2
z 1 , z 2 :cao trình tại mặt căt 1 và 2
h f1-2 : tổn thất năng lượng đi từ 1 đến 2
Tôn thất năng lượng chỉ xét cho tổn thất dọc đường cho trường hợp chảy rối thành hoàn tòan nhám, được tính theo công thức
D 2g
L K
Q
hd 22
4 4
1 2 / 3 2
D D n
Trang 36Chương 4: MÔ ĐUN THỦY LỰC KÊNH HỞ 4.1 DÒNG ĐỀU KÊNH MẶT CẮT CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG
4.1.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN MẶT CẮT HÌNH CHỮ NHẬT VÀ HÌNH THANG
Các thông số tính toán :
Bảng 4.1: Các thông số tính toán kênh mặt cắt hình chữ nhật và hình thang
Ký hiệu ký hiệu trong code Giải nghĩa
i_cr do_doc_phan_gioi độ dốc phân giới
Trang 374.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI TÍNH TOÁN DÒNG ĐỀU MẶT CẮT HÌNH CHỮ NHẬT VÀ HÌNH