Thí nghiệm môn Quá trình thiết bị - Mạch lưu chất
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
I. Trích yeáu:
1) Muïc ñích thí nghieäm:
Khaûo saùt söï chaûy cuûa nöôùc ôû phoøng thí nghieäm trong moät heä thoáng oáng daãn coù
ñöôøng kính khaùc nhau vaø coù chöùa löu löôïng keá maøng chaén, venturi, cuøng caùc boä phaän noái
oáng nhö cuùt, van chöõ T nhaèm:
• Thí nghieäm 1 : khaûo saùt ñoä giaûm aùp suaát khi doøng chaûy ñi qua maøng chaén vaø
venturi vôùi caùc cheá ñoä chaûy khaùc nhau ñeå traéc ñònh heä soá löu löôïng keá cuûa maøng
chaén vaø venturi.
• Thí nghieäm 2 : khaûo saùt ñoä giaûm aùp suaát treân nhöõng ñoaïn oáng coù ñöôøng kính vaø
chieàu daøi khaùc nhau (1” vaø ½”), nhaèm thieát laäp giaûn ñoà toån thaát ma saùt f theo cheá
ñoä chaûy (Re) cho caùc oáng ñoù, töø ñoù xaùc ñònh heä soá ma saùt trong oáng daãn.
• Thí nghieäm 3 : öùng vôùi nhöõng ñoä môû van khaùc nhau ta khaûo saùt ñoä suïp aùp 2 beân van
vôùi nhöõng cheá ñoä chaûy khaùc nhau, töø ñoù thieát laäp giaûn ñoà ñaëc tuyeán van, qua ñoù
xaùc ñònh loaïi van, phaïm vi öùng duïng cuûa van. Ngoaøi ra thí nghieäm 3 coøn duøng ñeå
xaùc ñònh chieàu daøi töông ñöông (Ltñ).
2) Noäi dung thí nghieäm:
• Thí ngieäm 1 : Cho doøng chaûy löu chaát qua thieát bò coù gaén löu löôïng keá maøng chaén
vaø venturi. Ñoïc toån thaát coät aùp öùng vôùi töøng löu löôïng doøng chaûy vaø töøng löu löôïng
keá.
• Thí nghieäm 2 : Cho doøng löu chaát chaûy qua maøng chaén vaø laàn löôït qua oáng 1” vaø
oáng ½”. Chænh van ñeå thay ñoåi löu löôïng doøng chaûy, ñoïc toån thaát coät aùp cuûa maøng
chaén vaø oáng. Laëp laïi thí nghieäm vôùi chieàu daøi oáng l=0.9m vaø l=1.5m
• Thí nghieäm 3 : Cho doøng löu chaát chaûy qua maøng chaén vaø van. ÖÙng vôùi töøng ñoä môû
cuûa van, ñoïc toån thaát coät aùp qua maøng vaø van.
II. Lyù thuyeát thí nghieäm:
1) Löu löôïng keá maøng chaén vaø venturi:
-
Nguyeân taéc cuûa hai duïng cuï naøy laø duøng söï giaûm aùp suaát cuûa löu chaát khi
chaûy qua chuùng ñeå ño löu löôïng.
Hai duïng cuï naøy coù caáu taïo nhö sau:
-
Löu löôïng keá venturi
Trang 1
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Löu löôïng keá maøng chaén
Hình 1: Löu löôïng keá venturi vaø maøng chaén
Vaän toác trung bình taïi thieát bò tieát löu ñöôïc tính töø coâng thöùc toång keâ naêng löôïng:
2gP
1 4
V2 C
Trong ñoù:
C: heä soá cuûa maøng chaén vaø venturi, noù tuøy thuoäc vaøo cheá ñoä chaûy Re.
P: ñoä giaûm aùp suaát qua maøng chaén hay venturi, (mH2O).
d2
: tæ soá giöõa ñöôøng kính coå venturi hay ñöôøng kính loã maøng chaén treân ñöôøng kính
d1
oáng.
Do ñoù löu löôïng qua maøng chaén hay venturi : Q V1 A V2 A2
1
2) Toån thaát naêng löôïng do söï chaûy cuûa oáng daãn:
- Khi löu chaát chaûy trong oáng, ta coù söï toån thaát naêng löôïng do ma saùt ôû thaønh oáng. Xeùt
tröôøng hôïp oáng troøn ñeàu naèm ngang.
Töø phöông trình Bernoulli, ta coù:
P
V 2
2g
Z H f 0
g
V 2
2g
Vì
0 vaø Z 0
P
g
H f
Hf : thuûy ñaàu toån thaát ma saùt trong oáng (m)
- Toån thaát naêng löôïng naøy lieân heä vôùi thöøa soá ma saùt baèng phöông trình Darceyweisbach:
LV 2
H f f
2gD
f: heä soá ma saùt, voâ thöù nguyeân.
L: chieàu daøi oáng, m.
D: ñöôøng kính oáng, m.
a) Vôùi cheá ñoä chaûy taàng
-
Toån thaát ma saùt ñöôïc tính theo coâng thöùc sau:
32..l.V
H f
g.D2 .
-
Heä soá ma saùt f coù theå tính theo coâng thöùc cuûa Hagen – Poiseuille:
Trang 2
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
64. 64
f
D.V. Re
b) Vôùi cheá ñoä chaûy roái
D
-
Heä soá ma saùt f tuøy thuoäc vaøo Re vaø ñoä nhaùm töông ñoái cuûa oáng ( ). Ñoä nhaùm
töông ñoái cuûa oáng laø tyû soá giöõa ñoä nhaùm thaønh treân ñöôøng kính oáng D.
-
Ngöôøi ta coù theå tính f töø moät soá phöông trình thöïc nghieäm nhö phöông trình
Nikuradse, hay ñeå thuaän tieän ngöôøi ta söû duïng giaûn ñoà f theo Re vaø
(giaûn ñoà
D
Moody).
-
Ngoaøi söï maát maùt naêng löôïng do ma saùt trong oáng daãn noùi treân, ta coøn coù söï maát
maùt naêng löôïng do trôû löïc cuïc boä.
Trong tröôøng hôïp naøy ta coù coâng thöùc tính trôû löïc cuïc boä nhö sau:
ltd .v2
P f
(1)
cb
2.g.D
ltd: chieàu daøi töông ñöông cuûa cuùt, van,… Chieàu daøi töông ñöông ñöôïc ñònh nghóa
nhö chieàu daøi cuûa moät ñoaïn oáng thaúng coù cuøng toån thaát naêng löôïng taïi van, cuùt
trong ñieàu kieän nhö nhau.
Trôû löïc naøy baèng theá naêng rieâng tieâu toán ñeå thaéng trôû löïc do boä phaän ta ñang xeùt
gaây ra:
v2
P
(2)
cb
2g
ltd
D
Töø (1) vaø (2), ta coù:
f
.D
f
Töø ñoù ta coù: ltd
3) Bôm:
a) Phaân loaïi: theo nguyeân lyù hoaït ñoäng
-
Bôm theå tích:
➢ Chuyeån ñoäng tònh tieán : bôm pittong.
➢ Chuyeån ñoäng quay : bôm roto.
Bôm ñoäng löïc:
-
➢ Bôm ly taâm.
➢ Bôm höôùng truïc.
➢ Bôm xoaùy loác.
Bôm khí ñoäng:
-
➢ Bôm ejector.
➢ Thuøng neùn.
Trang 3
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
b) Chieàu cao huùt cuûa bôm:
Laø chieàu cao ñaët bôm so vôùi maët chuaån (maët thoaùng chaát loûng) . Chieàu
cao huùt cuûa bôm bò giôùi haïn :
1V12
P
P
2V22
2g
1
2
z1
z2
H
f
2g
p1 p2
V22
L
zh z2 z1
(2
)
D
2g
p1 ph
L
V 2
zh
2
D
2g
c) Gheùp bôm:
-
-
Gheùp 2 bôm song song : khi caàn giöõ nguyeân coät aùp & taêng löu löôïng
Gheùp 2 bôm noái tieáp : khi caàn giöõ nguyeân löu löôïng & taêng coät aùp
4) Van : coù 4 loaïi van
-
Van böôùm: söû duïng neáu löu löôïng doøng chaûy lôùn. Van naøy coù ñoä ñoùng môû
nhanh.
-
Van kim : söû duïng neáu löu löôïng doøng chaûy nhoû. Van coù ñoä ñoùng môû chaäm.
Thöôøng gaëp trong phoøng thí nghieäm, ñöôøng ñaëc tuyeán laø ñöôøng 45o.
Van cöûa : söû duïng neáu löu löôïng doøng chaûy lôùn. Ñoä ñoùng môû cuûa van chaäm.
Thöôøng söû duïng trong gia ñình, ñöôøng ñaëc tuyeán treân ñöôøng 45o.
Van caàu : söû duïng neáu löu löôïng doøng chaûy nhoû. Ñoä ñoùng môû cuûa van
-
-
nhanh. Ñöôøng ñaëc tuyeán döôùi ñöôøng 45o.
III. Duïng cuï, thieát bò vaø phöông phaùp thí nghieäm:
1) Duïng cuï & thieát bò :
-
Moät heä thoáng goàm caùc oáng daãn vaø van coù kích thöôùc khaùc nhau, laép ñaët nhö
trong taøi lieäu höôùng daãn. Trong ñoù coù coät aùp keá maøng chaén vaø venturi.
-
-
-
Bình chöùa.
Bôm
Thì keá ñeå tính thôøi gian.
2) Phöông phaùp thí nghieäm :
Nhöõng ñieàu caàn tuaân thuû tröôùc khi tieán haønh thí nghieäm :
- Ñoùng van soá 13 vaø soá 15 tröôùc khi môû hay taét maùy bôm ñeå traùnh boït khí loït vaøo heä
thoáng.
- Trong suoát thôøi gian laøm thí nghieäm, van 14 luoân môû, van 4 vaø 5 luoân ñoùng.
- Chæ tieán haønh thí nghieäm khi möïc chaát loûng trong coät aùp baèng nhau.
1.Thí nghieäm 1: Traéc ñònh löu löôïng keá maøng chaén vaø venturi
- Môû van 16 vaø 17 cho nöôùc vaøo bình ñeán vaïch toái ña (48l).
- Môû van 1, 2, 3, 9 vaø ñoùng van 12.
Trang 4
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
- Cho bôm chaïy vaø töø töø, môû van 13 sau ñoù khoaù laïi vaø kieåm tra möùc nöôùc trong coät
aùp keá maøng vaø venturi coù baèng nhau chöa. Neáu caùc coät chaát loûng baèng nhau trong
töøng nhaùnh (cuûa maøng vaø venturi) chuùng ta tieán haønh laøm thí nghieäm. Coøn neáu chöa
baèng nhau thì tieáp tuïc môû, ñoùng van 13.
- Khi möùc chaát loûng trong coät aùp cuûa maøng chaén hay venturi ñaõ baèng nhau, ta tieán
haønh laøm thí nghieäm.
- Ta choïn löu löôïng tröôùc tuøy yù. Töø töø môû van 15. ÖÙng vôùi moãi ñoä môû van 15 vôùi löu
löôïng ñaõ choïn ta ñoïc coät aùp cuûa venturi, maøng chaén vaø thôøi gian. Khi heát nöôùc trong bình
chöùa phaûi ñoùng van 15 laïi, môû van 13 vaø môû van 16 cho nöôùc vaøo bình chöùa. Laäp laïi thí
nghieäm naøy töø 2 ñeán 3 laàn.
Chuù yù: Caùc van V1, V2, …, V10; V1’, V2’, …, V10’ vaø Vk1, Vk2, …, Vk5 duøng ñeå ñieàu chænh
khi möùc nöôùc trong caùc coät aùp keá bò maát hoaøn toaøn.
2.Thí nghieäm 2: Thieát laäp giaûn ñoà f theo Re cho oáng 1” vaø ½”
a. Cho oáng 1”
Ta giöõ nguyeân ñoä môû cuûa caùc van trong thí nghieäm 1. môû van VA2, ñoùng van VB1.
Kieåm tra möùc nöôùc trong coät aùp keá oáng 1”. Neáu möùc nöôùc baèng nhau thì ta tieán haønh thí
nghieäm. Duøng van 13 ñeå chænh löu löôïng (gioáng chænh van 15 trong thí nghieäm 1). ÖÙng vôùi
moãi ñoä môû cuûa van 13 ta ñoïc ñoä giaûm aùp cuûa maøng chaén vaø oáng 1” ôû ñoä daøi l = 0.9m.
Van 13 chænh ñeán ñoä môû toái ña. Ño xong cho ñoaïn 0.9m ta khoaù van VA2 vaø môû VB1, tieáp
tuïc ño ñoä giaûm aùp cho ñoaïn oáng 1” vôùi l = 1.5 m.
b. Cho oáng ½”
Ta môû van 12, ñoùng van soá 2. Môû van VA2”, ñoùng van VA3”. Töông töï nhö ño treân oáng
1”, ta kieåm tra möùc nöôùc trong coät aùp keá cuûa oáng ½”. Neáu baèng nhau ta tieán haønh ño. Neáu
khoâng baèng nhau ta duøng van 13 ñeå chænh möùc chaát loûng (ñoùng roài môû van 13). Khi naøo
möùc chaát loûng trong coät aùp baèng nhau roài tieán haønh ño. Ño xong ñoaïn 0.9m, ta khoaù VA2”
vaø VA3” roài tieán haønh ño ñoaïn l = 1.5m.
3. Thí nghieäm 3:
Sau khi tieán haønh thí nghieäm xong treân oáng ½”, môû van soá 2 vaø ñoùng van soá 12 ñeå
tieán haønh thí nghieäm 3.
Ta ñoùng van VB1. Van soá 9 vaãn ñeå môû hoaøn toaøn. Duøng van 13 ñeå chænh löu löôïng
gioáng thí nghieäm 2. ÖÙng vôùi moãi ñoä môû cuûa van 13 ta ñoïc ñoä giaûm aùp cuûa maøng vaø van.
Xong thí nghieäm vôùi ñoä môû hoaøn toaøn ta ñoùng van soá 9 laïi 1 voøng ½ seõ ñöôïc ñoä môû ¾,
roài tieáp tuïc ño nhö treân. Khi naøo môû heát côõ van 13, luùc ñoù ñoä giaûm aùp cuûa maøng vaø van
khoâng thay ñoåi, nghóa laø ño ñoä môû ¾ ñaõ xong. Tieáp tuïc khoaù van soá 9 theâm 1 voøng ½ nöõa
ta seõ ñöôïc ñoä môû ¼ roài tieáp tuïc ño.
Nhö vaäy ta ñaõ thí nghieäm xong vôùi 4 ñoä môû khaùc nhau cuûa van soá 9 : môû hoaøn toaøn,
môû ¾, môû ½ vaø ñoä môû ¼.
Trôû löïc theo ñoä môû cuûa van cho trong baûng sau :
Trang 5
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Ñoä môû
Hoaøn toaøn
f cuûa oáng
¾
½
¼
0.26
2.06
17
Vì ta khoâng kieåm nghieäm ñöôïc heä soá ma saùt f theo töøng ñoä môû van cuûa thí nghieäm 3
neân khi tính ltñ ta söû duïng keát quaû cuûa thí nghieäm 2 cho oáng 1” vôùi chieàu daøi 1.5m.
IV. Keát quaû:
A. Keát quaû thí nghieäm:
1) Thí nghieäm 1:
Lần 1:
Pm1
(cmH2O)
Pv1
(cmH2O)
Soá TT
W (l)
t1 (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
7.84
5.86
10.16
11.36
14.1
11.27
11.22
11.81
13.71
4
6
2
3
5
6
8
15
22
29
29
10
15
19
35
52
68
77
Laàn 2:
Pm2
(cmH2O)
Pv2
(cmH2O)
Soá TT
W (l)
t2 (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9.09
6.57
9.41
10.88
12.63
11.43
11.84
12.06
13.59
3
7
2
4
5
11
16
23
36
49
65
76
7
10
15
20
27
32
2) Thí nghieäm 2:
OÁng 1”:
Chieàu daøi L = 0,9m
Pm (cmH2O) Poáng (cmH2O) Pm (cmH2O) Poáng (cmH2O)
Chieàu daøi L = 1,5m
STT
Trang 6
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
3
6.5
11.5
17
21
27.5
34
36.5
40
45.5
49
0.4
0.6
0.8
1.6
1.7
1.9
2.4
3.3
4.0
4.1
4.6
5.0
5.3
5.5
5.9
1
3.5
6
11
17
0.4
0.6
0.68
1.4
2.2
2.6
3.9
4.6
5.2
6
6.7
7.1
7.2
7.4
7.6
24
29.5
36.5
41.5
47
52.5
55
57.5
60
61.5
52.5
55
56.5
OÁng ½”:
Chieàu daøi L = 0,9m
Pm (cmH2O) Poáng (cmH2O) Pm (cmH2O) Poáng (cmH2O)
Chieàu daøi L = 1,5m
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
4
8
11
16
19
22.5
27
30
32.5
35
36
38
40
40.5
41
4.5
12.4
21.8
31.1
42.4
51.2
60.9
72.4
79.9
86.1
92.4
95.1
100.2
103.7
105
2
2
4.5
13
16
17
21
24
28
31.5
33.5
35.5
37
38.5
39.5
40
6.5
7.8
15.4
26.7
39
48.9
60.4
73.8
80.5
89
95
99.8
104.5
107.5
110.2
111.3
113.9
105.6
106.5
41.5
41
Ñoä môû hoaøn toaøn:
Ñoä môû hoaøn toaøn
Pm (cmH2O) Pvan (cmH2O)
STT
1
2
3
3.5
6.5
31
0.2
0.25
0.3
Trang 7
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
4
5
6
37
39
40
0.4
0.45
0.7
7
8
9
10
11
12
13
40.5
41
42
0.8
0.85
0.85
0.9
0.9
0.95
1
43
43.5
43.5
44
Ñoä môû ¾:
Ñoä môû 3/4
Pm (cmH2O) Pvan (cmH2O)
7.5
14.5
16.5
20
20.5
30
36.33
36.5
39
0.2
0.2
0.7
0.9
1.2
1.4
1.5
1.7
1.7
1.8
1.8
1.9
1.9
40
41.5
43.5
44
Ñoä môû ½:
Ñoä môû 1/2
Pm (cmH2O) Pvan (cmH2O)
5
14.5
24
0.5
2
5
30.5
34
38
40
42.5
43
7.3
8.5
9.5
10.1
10.2
10.7
10.9
11
43.5
44
44
11
44
11.5
Trang 8
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Ñoä môû ¼:
Ñoä môû 1/4
Pm (cmH2O) Pvan (cmH2O)
9.5
18
30
1.4
22.1
55.5
84
36
39
101
41
110
42
43
43.5
44
116.5
118.5
119.5
121
44.5
44.5
45
123.5
123.9
124
B. Tính toaùn:
1) Thí nghieäm 1:
W
(m3)
t (s)
7.84
5.86
10.16
11.36
14.1
11.27
11.22
11.81
13.71
Q (m3/s)
1.28E-04
1.71E-04
1.97E-04
2.64E-04
2.84E-04
4.44E-04
5.35E-04
5.93E-04
5.84E-04
v (m/s)
0.642
0.859
0.991
1.330
1.429
2.234
2.693
2.985
2.939
∆Pm
0.04
0.06
0.1
0.15
0.19
0.35
0.52
0.68
0.77
∆Pv
0.02
0.03
0.05
0.06
0.08
0.15
0.22
0.29
0.29
Re
Cm
0.673
0.735
0.656
0.719
0.686
0.791
0.782
0.758
0.701
Cv
0.951
1.039
0.928
1.137
1.058
1.208
1.202
1.161
1.143
0,001
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
12688
16975
19582
26270
28220
44133
53196
58961
58046
Trang 9
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
0.009
0.008
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
maøng chaén
Ventury
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Δ ρ
0.6
0.7
0.8
0.9
Hieäu soá thuûy daàu aùp suaát, P/ g (mH2O)
Pm
g
P
g
V
Ñoà thò 1: Löu löôïng Q ñoái vôùi hieäu soá thuûy daàu aùp suaát
,
qua maøng chaén vaø oáng
Venturi
Trang 10
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
maøng chaén
venturi
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Re
Ñoà thò 2: Heä soá löu löôïng keá Cm vaø CV theo Re
2) Thí nghieäm 2:
OÁng 1”, l = 0.9m:
P/g(mH2O)
Pm/g(mH2O)
0.004
Q(m3/s)
3.62E-04
8.05E-04
1.41E-03
2.14E-03
2.84E-03
3.31E-03
4.03E-03
4.70E-03
4.95E-03
5.30E-03
5.81E-03
6.13E-03
6.45E-03
V(m/s)
0.68
1.52
2.66
4.03
5.35
6.24
7.59
8.85
9.32
9.98
10.94
11.55
12.14
f
Re
22028
48960
85895
130049
172788
201480
245117
285998
301138
322451
353470
373036
392224
0.01
0.03
0.065
0.115
0.17
0.21
0.275
0.34
0.365
0.401
0.455
0.49
4.87E-03
1.48E-03
6.41E-04
5.59E-04
3.37E-04
2.77E-04
2.36E-04
2.39E-04
3.00E-04
2.33E-04
2.18E-04
2.12E-04
2.04E-04
0.006
0.008
0.016
0.017
0.019
0.024
0.033
0.046
0.041
0.046
0.05
0.053
0.525
Trang 11
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
OÁng 1”, l = 1.5m:
P/g(mH2O)
Pm/g(mH2O)
Q(m3/s)
3.62E-04
9.00E-04
1.33E-03
2.07E-03
2.84E-03
3.65E-03
4.24E-03
4.95E-03
5.53E-03
5.95E-03
6.45E-03
6.67E-03
6.89E-03
V(m/s)
0.68
1.70
2.51
3.90
5.35
6.87
7.99
9.32
10.41
11.21
12.14
12.56
12.97
f
Re
22028
54767
81039
125913
172788
222020
257952
301138
336370
361904
392224
405716
419041
0.01
0.004
2.92E-03
7.10E-04
4.32E-04
3.13E-04
2.61E-04
1.87E-04
2.08E-04
1.80E-04
1.63E-04
1.63E-04
1.55E-04
1.53E-04
1.45E-04
0.035
0.06
0.006
0.008
0.014
0.022
0.026
0.039
0.046
0.052
0.06
0.11
0.17
0.24
0.295
0.365
0.425
0.47
0.525
0.55
0.067
0.071
0.072
0.575
f.10^3
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
l=0.9m
l = 1.5 m
y = 0.4818x-0.9006
Re.10^-5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Trang 12
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
OÁng ½”, l = 0.9 m :
P/g(mH2O) Pm/g(mH2O)
Q(m3/s)
5.99E-04
9.92E-04
1.64E-03
2.07E-03
2.72E-03
3.08E-03
3.48E-03
3.98E-03
4.29E-03
4.55E-03
4.80E-03
4.90E-03
5.10E-03
V(m/s)
3.95 8.74E-04
f
Re
68200
0.02
0.04
0.08
0.11
0.16
0.19
0.225
0.27
0.3
0.045
0.124
0.218
0.311
0.424
0.512
0.609
0.724
0.799
0.861
0.924
0.951
1.002
6.54 8.79E-04 112884
10.82 5.64E-04 186846
13.64 5.07E-04 235521
17.91 4.01E-04 309266
20.29 3.77E-04 350421
22.95 3.50E-04 396254
26.20 3.20E-04 452416
28.29 3.03E-04 488432
29.98 2.90E-04 517697
31.64 2.80E-04 546354
32.30 2.76E-04 557659
33.59 2.69E-04 580015
0.325
0.35
0.36
0.38
OÁng 1/2”, l = 1.5m:
P/g(mH2O) Pm/g(mH2O)
Q(m3/s)
5.99E-04
5.99E-04
1.08E-03
2.34E-03
2.72E-03
2.84E-03
3.31E-03
3.65E-03
4.08E-03
4.45E-03
4.65E-03
4.85E-03
5.00E-03
V(m/s)
3.95 7.58E-04
3.95 9.09E-04
f
Re
68200
68200
0.02
0.02
0.045
0.13
0.16
0.17
0.21
0.24
0.28
0.315
0.335
0.355
0.37
0.065
0.078
0.154
0.267
0.39
0.489
0.604
0.738
0.805
0.89
7.12 5.52E-04 122977
15.40 2.05E-04 265934
17.91 2.21E-04 309266
18.72 2.54E-04 323201
21.83 2.31E-04 376869
24.05 2.32E-04 415289
26.90 2.02E-04 464537
29.31 1.88E-04 506067
30.65 1.84E-04 529230
31.97 1.78E-04 552017
32.95 1.75E-04 568878
0.95
0.998
1.045
Trang 13
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
f.10^4
Ñoà thò 4: thöøa soá ma saùt theo Re oáng 1/2 "
12
10
8
l= 0.9 m
l = 1.5 m
6
4
2
Re.10^-5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
3) Thí nghieäm 3:
Môû hoaøn toaøn:
v2 / 2g
ltñ
P
Pm
van
g
g
Q (m3/s)
0.0009
0.0014
0.0044
0.0050
0.0052
0.0053
0.0053
0.0054
0.0055
0.0056
0.0056
0.0056
0.0057
v (m/s)
Re
54767
85895
f
0.002
0.0025
0.003
0.004
0.0045
0.007
0.008
0.0085
0.0085
0.009
0.009
0.0095
0.01
0.035
0.065
0.31
0.37
0.39
0.4
0.405
0.41
0.42
0.43
0.435
0.435
0.44
1.6957 0.1465
2.6594 0.3605
8.2798 3.4942
9.4164 4.5193
9.7837 4.8788
9.9655 5.0617
10.056
10.146 5.2467
10.325 5.4338
0.26023 0.0026
0.17351 0.0039
267423 0.06239 0.0108
304131 0.05557 0.0122
315996 0.05369 0.0126
321866 0.05280 0.0128
324786 0.05237 0.0129
327697 0.05196 0.013
333488 0.05114 0.0132
339242 0.05036 0.0134
342105 0.04998 0.0135
342105 0.04998 0.0135
344960 0.04961 0.0136
5.154
10.503
10.592 5.7183
10.592 5.7183
5.623
10.68
5.8141
Trang 14
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Môû ¾:
v2 / 2g
0.4439
P
g
Pm
g
ltñ
0.15800 0.0428
van
Q (m3/s)
0.0016
0.0025
0.0028
0.0032
0.0033
0.0043
0.0049
0.0050
0.0052
0.0053
0.0054
0.0056
0.0057
v (m/s)
2.951
Re
95312
f
0.002
0.002
0.007
0.009
0.012
0.014
0.015
0.017
0.017
0.018
0.018
0.019
0.019
0.075
0.145
0.165
0.2
0.205
0.3
0.3633
0.365
0.39
4.7656
5.2349
6.0207
6.1298
8.0848
9.2921
9.3237
9.7837
9.9655
10.236
10.592
10.68
1.1575
1.3968
1.8476
1.9151
3.3315
4.4008
4.4307
4.8788
5.0617
5.34
153919 0.10261 0.0659
169079 0.09429 0.0717
194458 0.08313 0.0813
197981 0.08180 0.0826
261123 0.06375 0.106
300117 0.05624 0.1202
301138 0.05606 0.1206
315996 0.05369 0.1259
321866 0.05280 0.128
330597 0.05154 0.1311
342105 0.04998 0.1353
344960 0.04961 0.1363
0.4
0.415
0.435
0.44
5.7183
5.8141
Môû ½:
v2 / 2g
Pm
g
ltñ
P
g
van
Q (m3/s) v (m/s)
Re
f
0.005
0.02
0.05
0.05
0.145
0.24
0.305
0.34
0.38
0.4
0.425
0.43
0.435
0.44
0.44
0.44
0.0012
0.0025
0.0036
0.0043
0.0047
0.0051
0.0053
0.0055
0.0056
0.0056
0.0057
0.0057
0.0057
2.1976 0.2462
4.7656 1.1575
70979
0.20603
0.26
153919 0.10261 0.522
222020 0.07377 0.726
264280 0.06306 0.8493
285998 0.05873 0.912
310085 0.05461 0.9808
321866 0.05280 1.0143
336370 0.05075 1.0554
339242 0.05036 1.0635
342105 0.04998 1.0716
344960 0.04961 1.0797
344960 0.04961 1.0797
344960 0.04961 1.0797
6.8741 2.4084
8.1825 3.4125
8.8549 3.9964
9.6007 4.6979
9.9655 5.0617
10.415 5.5281
0.073
0.085
0.095
0.101
0.102
0.107
0.109
0.11
10.503
5.623
10.592 5.7183
10.68
10.68
10.68
5.8141
5.8141
5.8141
0.11
0.115
Môû ¼:
Trang 15
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
v2 / 2g
P
g
Pm
g
van
v
Q (m3/s)
0.0019
0.0030
0.0043
0.0049
0.0052
0.0054
0.0055
0.0056
0.0056
0.0057
0.0057
0.0057
0.0058
(m/s)
Re
f
le
0.014
0.221
0.555
0.84
1.01
1.1
1.165
1.185
1.198
1.21
1.235
1.239
1.24
0.095
0.18
0.3
3.5043 0.6259
5.5768 1.5851
8.0848 3.3315
9.2307 4.3428
9.7837 4.8788
10.146 5.2467
10.325 5.4338
10.503 5.623
10.592 5.7183
10.68 5.8141
10.769 5.9104
10.769 5.9104
10.856 6.0072
113184 0.13534 3.2658
180120 0.08907 4.9627
261123 0.06375 6.9337
298133 0.05657 7.8128
315996 0.05369 8.2332
327697 0.05196 8.5073
333488 0.05114 8.6425
339242 0.05036 8.7767
342105 0.04998 8.8434
344960 0.04961 8.9098
347805 0.04924 8.976
347805 0.04924 8.976
350642 0.04888 9.0419
0.36
0.39
0.41
0.42
0.43
0.435
0.44
0.445
0.445
0.45
Q
0.0080
Ñoà thò 5: Löu löôïng Q theo ñoä môû cuûa van ôû moät vaøi aùp suaát
0.0070
0.0060
0.0050
0.0040
0.0030
0.0020
0.0010
0.0000
môû van hoaøn toaøn
ñoä môû 3/4
môû van 1/2
môû van 1/4
ΔP/ρg
0
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
Trang 16
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
4)
Ñaëc tuyeán van:
-
Choïn P / g = 0.02
van
-
-
Töø ñoà thò löu löôïng Q theo ñoä môû cuûa van ta tìm ñöôïc caùc löu löôïng.
Chia cho löu löôïng cuûa ñoä môû hoaøn toaøn ta coù baûng soá lieäu sau:
Ñoä môû
0,25 16.827E-4
0,50 16.8E-4
Q
Q/Qmax
0.252
0.2517
0.5767
1
0,75 38.494E-4
1,00 66.745E-4
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Ñaëc tuyeán rieâng vaø ñaëc tuyeán van gaén vaøo maïng oáng
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Ñoä môû van
V. Baøn luaän:
1.
Nhaän xeùt caùc giaûn ñoà vaø so saùnh keát quaû:
a)
▪
Thí nghieäm 1 : Heä soá löu löôïng keá Cm vaø Cv theo cheá ñoä chaûy (Re)
So saùnh Cm vaø Cv :
P.2g
(1 4 )
V C
Trang 17
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Theo lyù thuyeát, vôùi ñöôøng kính loã venturi vaø ñöôøng kính loã maøng chaén baèng nhau neân V vaø
baèng nhau. Do ñoù C tæ leä nghòch vôùi P
Caáu taïo cuûa maøng chaén vaø venturi laø khaùc nhau. Maøng chaén thay ñoåi kích thöôùc ñoät ngoät
hôn neân toån thaát aùp suaát lôùn hôn venturi Cm < Cv .
Keát quaû thí nghieäm cho thaáy keát luaän treân laø ñuùng.
Söï phuï thuoäc cuûa Cm vaø Cv theo Re :
.
▪
Theo phöông trình treân, heä soá löu löôïng tæ leä thuaän vôùi vaän toác doøng chaûy vaø tæ leä nghòch
. Maët khaùc, ta coù: Re V .l
td
vôùi P
=> Re tæ leä thuaän vôùi vaän toác doøng chaûy
V laø vaän toác trung bình cuûa doøng löu chaát chaûy trong oáng.
ltd laø kích thöôùc hình hoïc ñaëc tröng (chieàu daøi töông ñöông cuûa cuùt, van)
ν laø ñoä nhôùt ñoäng cuûa löu chaát.
Nhö ôû treân ta ñaõ noùi, heä soá löu löôïng C tæ leä thuaän vôùi vaän toác doøng chaûy, neân Re cuõng tæ
leä thuaän vôùi C.
Vaäy heä soá löu löôïng C phuï thuoäc vaøo Re vaø ΔP. Khi 1 trong 2 yeáu toá naøy thay ñoåi cuõng
laøm cho C thay ñoåi.
So saùnh löu löôïng keá maøng vaø venturi :
Do Pm
>
P neân khi söû duïng löu löôïng keá maøng seõ cho keát quaû löu löôïng chính xaùc hôn.
v
b)
Thí nghieäm 2 : Heä soá ma saùt f theo cheá ñoä chaûy (Re) cho oáng 1” vaø ½”
▪
Giaûn ñoà heä soá ma saùt theo Re : goàm coù 2 vuøng:
D
+ 5000 < Re < 15000 : heä soá ma saùt giaûm khi Re taêng. Theo lyù thuyeát, do
khoâng ñoåi
neân ñöôøng bieãu dieãn f theo Re khoâng phuï thuoäc chieàu daøi oáng nhöng thöïc nghieäm cho
thaáy chieàu daøi oáng cuõng aûnh höôûng ñeán f . Ñieàu naøy coù theå giaûi thích laø do ñoä nhaùm cuûa
oáng khoâng ñeàu khoâng suoát chieàu daøi oáng, do ñoùng caën…
0.316
Trong vuøng naøy f coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc f=
nhöng sai soá khaù lôùn so vôùi
Re1/ 4
thöïc nghieäm bôûi vì ñieàu kieän tieán haønh thí nghieäm khoâng hoaøn toaøn gioáng nhau, oáng trong
phoøng thí nghieäm coù theå bò ñoùng caën, ræ seùt, do quaù trình xaùc ñònh toån thaát coät aùp khoâng
chính xaùc…
+ Re > 15000 : heä soá ma saùt khoâng ñoåi khi Re taêng (chæ ñuùng vôùi oáng 1”, coøn oáng ½” thì
heä soá ma saùt vaãn giaûm khi Re taêng).
c)
Thí nghieäm 3 : Ñaëc tuyeán van, xaùc ñònh chieàu daøi töông ñöông (Le) vaø
phaïm vi öùng duïng cuûa van.
▪
Giaûn ñoà Q theo ñoä môû cuûa van ôû 1 vaøi aùp suaát :
Theo ñoà thò ta thaáy, öùng vôùi 1 giaù trò toån thaát coät aùp nhaát ñònh, löu löôïng taêng theo ñoä môû
cuûa van.
▪
Chieàu daøi töông ñöông cuûa van Le :
Ñoä môû cuûa van cuõng aûnh höôûng ñeán chieàu daøi töông ñöông cuûa van. Ñoä môû caøng lôùn, khaû
naêng caûn trôû doøng chaûy caøng nhoû, chieàu daøi töông ñöông caøng beù. Chieàu daøi töông ñöông
nhoû nhaát khi van môû hoaøn toaøn.
Trang 18
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
Ñaëc tuyeán van :
▪
Thöïc nghieäm cho thaáy ñaëc tuyeán van coù daïng loõm ( döôùi ñöôøng 450 ) nhö treân giaûn ñoà neân
ñaây laø van caàu, ñöôïc söû duïng khi caàn löu löôïng nhoû vaø khi muoán ñieàu chænh löu löôïng taêng
hoaëc giaûm vôùi löôïng nhoû.
Do coù hieän töôïng giaûm aùp suaát cuûa löu chaát khi chaûy qua van neân ngoaøi chöùc naêng thay
ñoåi löu löôïng doøng chaûy, van coøn ñöôïc söû duïng laøm van tieát löu trong caùc heä thoáng khaùc.
2.
Sai soá maéc phaûi khi laøm thí nghieäm:
Thí nghieäm tieán haønh chöa ñöôïc chính xaùc.Nguyeân nhaân:
▪
▪
▪
Caùc giaù trò toån thaát coät aùp xaùc ñònh baèng maét vaø dao ñoäng lieân tuïc neân keát quaû
thu ñöôïc coù sai soá: sai soá heä thoáng cuûa thieát bò, thöôùc ño, sai soá ngaãu nhieân do ñoïc giaù trò.
Moät vaøi soá lieäu xaùc ñònh ñöôïc laø do keát quaû cuûa thí nghieäm tröôùc neân seõ daãn
ñeán hieän töôïng sai soá ñöôïc laëp laïi nhieàu laàn.
Caùc oáng daãn trong thí nghieäm coù ñoä nhaùm khoâng ñoàng nhaát , bò ñoùng caën…Thieát
bò cuõ neân coù nhieàu choã bò roø ræ. Do ñoù chaát loûng bò roø ræ treân ñöôøng oáng gaây toån thaát naêng
löôïng. Ngoaøi ra, moät soá van bò hö, trong quaù trình thí nghieäm phaûi thöôøng xuyeân ñeå maét
ñeán chuùng.
▪
▪
Trong phoøng thí nghieäm coù nhieàu heä thoáng thieát bò hoaït ñoäng cuøng luùc, do ñoù
ñieän aùp vaøo bôm khoâng oån ñònh. Vì vaäy hoaït ñoäng cuûa bôm khoâng oån ñònh.
Ta khoâng theå môû van ñuùng ñoä môû theo yeâu caàu thí nghieäm. Vaø giöõa caùc laàn thí
nghieäm ñoä môû cuûa van cuõng khaùc nhau. Do ñoù coù sai soá giöõa caùc laàn ño.
VI. Phuï luïc:
1.
Ñoåi ñôn vò
Nöôùc 30oC :
▪
= 0.8007 Cp = 0.8007.10-3Pa.s
= 996kg/m3 = 996g/lít.
▪
▪
OÁng 1”
OÁng ½”
D = 0.026m
D = 0.0139m
W
2.
3.
Xaùc ñònh löu löôïng Q:
Q (l/s)
t
Xaùc ñònh heä soá löu löôïng Cm vaø Cv :
P.2g
(1 4 )
V C
V2
4Q
C
2gP
1 4
2gP
1 4
d 2
1.59
0.6115
2.6
P : mH2O
d = 0.0159m
Q : m3/s
4.
Xaùc ñònh Re :
Trang 19
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
Baùo caùo thí nghieäm: MAÏCH LÖU CHAÁT
vd 4Q d 4Q
Re
d 2
d
5.
Xaùc ñònh heä soá ma saùt f :
L V 2
H f P f
D 2g
P.D.2g
L.V 2
f
6.
Xaùc ñònh chieàu daøi töông ñöông :
V 2
P.2g.D
f .V 2
Ltd
H f P f
Ltd
D 2g
VII. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
[1]. Vuõ Vaên Taûo vaø Nguyeãn Caûnh Caàm, “Thuûy löïc”, Taäp 1, NXB ÑH vaø THCN, Haø Noäi,
1968
[2]. Ñoã Vaên Ñaøi vaø caùc taùc giaû, “Cô sôû caùc quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoùa hoïc”, NXB
ÑH vaø THCN.
[3]. Traàn Vaên Nguõ, “Kyõ thuaät ño vaø ñieàu khieån”.
Trang 20
GVHD: Thaày Traàn Vaên Ngheä
20 trang
19110
Free
Bạn đang xem tài liệu "Thí nghiệm môn Quá trình thiết bị - Mạch lưu chất", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- thi_nghiem_mon_qua_trinh_thiet_bi_mach_luu_chat.doc
Book1 (version 1).xls- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THAØNH PHỐ HỒ CHÍ MINH.doc
- Mach luu chat.doc
- Mach luu chat.xls
- mlc1.doc
