Tải bản đầy đủ

THQTTB bài 3 mạch lưu chất hoàn chỉnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH
MÔN THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ HÓA
HỌC

BÀI 3. MẠCH LƯU CHẤT

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. Trương Văn Minh

Sinh viên thực hiện:

Thân Đức Huy Thiện

MSSV:

15022241
Tổ 2 Nhóm 1

Lớp : DHHO11B

Ngày thực hành :

22/10/2018

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 9 năm 2018


MỤC LỤC
BÀI 3. MẠCH LƯU CHẤT .................................................................................................1
TÓM TẮT .........................................................................................................................1
3.1. GIỚI THIỆU ..............................................................................................................1
3.1.1. Cơ sở lý thuyết [1] ..............................................................................................1
3.1.1.1. Trở lực ma sát ..............................................................................................1
3.1.1.2. Trở lực cục bộ ..............................................................................................3
3.1.1.3. Đo lưu lượng theo nguyên tắc chênh áp biến thiên.....................................4
3.2. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM .......................................................................................6
3.3. THỰC NGHIỆM ........................................................................................................7
3.3.1. Mô Hình thí nghiệm ............................................................................................7
3.3.2. Trang thiết bị và hóa chất....................................................................................7
3.3.3. Tiến hành thí nghiệm ..........................................................................................8
3.3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành
ống .............................................................................................................................8
3.3.3.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ ........................................................8
3.3.3.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp......................................9
3.4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ......................................................................................9
3.4.1. Kết quả thí nghiệm ..............................................................................................9
3.4.1.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành
ống .............................................................................................................................9
3.4.1.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ ......................................................10
3.4.1.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp....................................10
3.4.2. Xử lý kết quả thí nghiệm và nhận xét ...............................................................11
3.4.2.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành
ống ...........................................................................................................................11
3.4.2.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ ......................................................17


3.4.2.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp....................................20
3.5. KẾT LUẬN ..............................................................................................................22


3.6. TÍNH MẪU ..............................................................................................................22
3.6.1. Tính mẫu cho Thiết bị Đột Thu ở ống trơn

..............................................22

3.6.2. Tính mẫu cho Thiết bị Đột Thu ở ống trơn

..............................................23

3.6.3. Tính mẫu cho Thiết bị Đột Mở ở ống trơn

..............................................24

3.6.4. Tính mẫu cho thí nghiệm khảo sát hệ số lưu lượng màng chắn và Ventury ...25
3.6.5. Tính mẫu cho thí nghiệm xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng
chắn, ống Ventury và ống Pitot. .................................................................................25
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................i
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... ii


BÀI 3. MẠCH LƯU CHẤT
TÓM TẮT
Khi dòng chất lỏng không nén được chảy qua các ống, các loại khớp nối, van hay
các thiết bị đo đều bị tổn thất áp suất. Mô hình thí nghiệm mạch lưu chất nhằm xác định
các tổn thất đó như: tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống, tổn thất cục bộ của co,
van, đột mở, đột thu, tính toán được hệ số lưu lượng của các dụng cụ đo ( màng chắn,
Ventury, ống Pito) qua tổn thất cột áp của lưu chất. Trở lực ma sát trong ống thẳng của
các ống khác nhau có thể được nghiên cứu trong các khoảng của chuẩn số Re từ 103 đến
105 ( từ chế độ chảy tầng qua chảy quá độ và đến chảy rối). Một thí nghiệm được thực
hiện trên ống nhám để so sánh sự khác nhau về độ nhám ảnh hưởng tới tổn thất áp suất
trên cùng một kích thước ống.

3.1. GIỚI THIỆU
3.1.1. Cơ sở lý thuyết [1]
3.1.1.1. Trở lực ma sát
Giáo sư Osborne Reynolds đã chỉ ra rằng có 2 chế độ có thể tồn tại trong một ống:
-

Chảy tầng (Laminar): tổn thất cột áp tỉ lệ thuận với vận tốc

-

Chảy rối (Turbulent): Tổn thất cột áp tỉ lệ thuận với

(hoặc )

hoặc

Hai chế độ này được phân chia bởi chế độ chảy quá độ mà không xác định được
mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc.

Hình 3 - 1 Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp theo vận tốc dòng chảy trong ống

1


Trở lực do ma sát

của chất lỏng chảy choán đầy trong ống được tính theo công

thức sau:
(3.1)
Trong đó:

: Hệ số ma sát (không thứ nguyên)
: Chiều dài ống dẫn,
: Đường kính ống dẫn,
: Vận tốc chuyển động dòng lưu chất,

Xác định hệ số ma sát theo chế độ dòng chảy
Để xác định chế độ chảy của chất lỏng ta dựa vào chuẩn số Reynolds, công thức xác
định chuẩn số Re như sau:
(3.2)
Trong đó:

: Vận tốc chuyển động của lưu chất trong ống
: Khối lượng riêng của lưu chất



: Độ nhớt động lực học của lưu chất

(



)

: Độ nhớt động học của lưu chất
: Đường kính tương đương,
Với vận tốc lưu chất xác định như sau:
(3.3)
Trong đó:

: Lưu lượng của dòng chảy trong ống,



: Diện tích mặt cắt ống dẫn,
Công thức thực nghiệm xác định hệ số ma sát
-

: Chế độ chảy dòng hay chảy tầng: Không có ma sát nội bộ ống chất
lỏng, hệ số ma sát

không phụ thuộc vào độ nhám ống dẫn
(3.4)
: Chế độ chảy quá độ: Hệ số sức cản tăng dần nhưng độ

-

nhám của ống dẫn vẫn chưa ảnh hưởng đến giá trị
thức Braziut.

2

và được xác định theo công


(3.5)
: Chế độ chảy xoáy ống nhẵn: màng chảy dòng thành ống

-

tương đối dày phủ kín được những gờ nhám nên ống tuy nhám nhưng cũng coi
như là ống nhẵn và gọi là ống có độ nhẵn thủy học. Hệ số

vẫn chưa chịu ảnh

hưởng của độ nhám và được xác định theo công thức Ixaep.
(

)

(3.6)

: Chuyển động chảy xoáy trong ống nhám: Chiều dày của màng

-

chảy dòng mỏng chỉ còn ở sát thành ống, sức cản do hiện tượng tạo thành xoáy
lốc trong lòng chất lỏng đạt tới giá trị không đổi, phụ thuộc vào số Re mà chỉ
phụ thuộc vào độ nhám tương đối n của ống được xác định bằng công thức
Ixaep:
[

(

)

]

(3.7)

Hoặc hệ số ma sát có thể tìm dựa vào giãn đồ Moody (hình 3.2).
3.1.1.2. Trở lực cục bộ
Là trở lực do chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vật tốc do thay đổi
hình dáng tiết diện ống dẫn như: đột thu, đột mở, chỗ cong (co), van, Khớp nối…Trở lực
cục bộ kí hiệu:

và có đơn vị là
(3.8)

Trong đó: : hệ số trở lực cục bộ

3


Hình 3 - 2 Giản đồ Moody
3.1.1.3. Đo lưu lượng theo nguyên tắc chênh áp biến thiên
3.1.1.3.1. Đo lưu lượng kế màng chắn và Ventury
Màng chắn và Ventury là hai dụng cụ để đo lưu lượng dựa vào nguyên tắc khi dòng
lưu chất qua tiết diện thu hẹp đột ngột thì xuất hiện độ chênh lệch áp suất trước và sau
tiết diện được thu hẹp.

4


Hình 3 - 4 Cấu tạo ống Ventury\

Hình 3 - 3 Cấu tạo màng chắn

Áp dụng phương trình Bernoulli ta có mối liên hệ giữa lưu lượng và tổn thất áp suất
qua màng chắn, Ventury theo công thức:



Trong đó:

(


( ⁄ )
[
: Lưu lượng của dòng chảy trong ống,
: Hệ số hiệu chỉnh,

cho màng chắn,

)



(3.9)

]

cho Ventury

: Tiết diện ống dẫn,
: Tiết diện thu hẹp đột ngột,
: Áp suất, Pa
: Trọng lượng riêng của lưu chất, ⁄
3.1.1.3.2. Ống pitot

Hình 3 - 5 Ống pitot
Dùng ống pitot ta có thể đo được áp suất toàn phần
thể xác định được áp suất động.
5

và áp suất tĩnh

, từ đó có


√ (
Trong đó:

)

(3.10)

: Vận tốc dòng chảy trong ống, m/s
: Áp suất toàn phần (áp suất tại điểm ngưng đọng_stagnation point),
: Áp suất tĩnh,

3.2. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
-

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

-

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

-

Thí nghiệm 3: Xác định hệ số lưu lượng của các dụng cụ đo (màng chắn, Ventury)
và ứng dụng việc đo độ chênh lệch áp trong việc do lưu lượng và vận tốc của nước
trong ống

6


3.3. THỰC NGHIỆM
3.3.1. Mô Hình thí nghiệm

Hình 3 - 6 Sơ đồ hệ thống Mạch Lưu Chất
3.3.2. Trang thiết bị và hóa chất
Bảng 3 - 1 Kích thước ống dẫn bằng đồng
STT

Tên gọi

Đường kính ngoài

Đường kính trong

1

Ống trơn

16

10

2

Ống trơn

21

15

3

Ống trơn

27

21

27

19

27

21

4
5

Ống nhám

(độ nhám

)

Ống dẫn
7


Bảng 3 - 2 Kích thước màng chắn, ống Ventury, ống dẫn pitot, đột thu, đột mở và
co 90°

Màng chắn

Ventury

16

16

Đường kính lỗ
Ống dẫn
Đột thu
Pitot
25
10

Đột mở
21

Co
21

3.3.3. Tiến hành thí nghiệm
3.3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành ống
-

Điều chỉnh thước đo độ chênh lệch áp suất cân bằng ở các vị trí đo

-

Mở một phần van 6 (van hoàn lưu), mở hoàn toàn các van 1, 2, 3, 4, 5, cho dòng
chất lỏng chảy qua hệ thống thiết bị để loại bỏ hoàn toàn không khí trong hệ
thống.

-

Mở bơm để đẩy khí ra khỏi hệ thống thiết bị. Khi thấy không khí đã không còn
trong thiết bị thì điều chỉnh độ mở của van 6 để không có hiện tượng chênh lệch
áp suất quá lớn làm trào nước 2 bên thiết bị đo áp suất.

-

Tiến hành đo độ chênh lệch cột áp do ma sát của chất lỏng với từng loại ống.

-

Mở lần lượt các van 2, 3, 4, 5 để khảo sát với từng loại ống.

-

Điều chỉnh lưu lượng vào hệ thống nhiều lần để thu được kết quả thí nghiệm.

-

Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết quả.

3.3.3.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ
-

Điều chỉnh thước đo độ chênh lệch áp suất cân bằng ở các vị trí đo

-

Mở một phần van 6 (van hoàn lưu), mở hoàn toàn các van 1, 2, 3, 4, 5, cho dòng
chất lỏng chảy qua hệ thống thiết bị để loại bỏ hoàn toàn không khí trong hệ
thống.

-

Mở bơm để đẩy khí ra khỏi hệ thống thiết bị. Khi thấy không khí đã không còn
trong thiết bị thì điều chỉnh độ mở của van 6 để không có hiện tượng chênh lệch
áp suất quá lớn làm trào nước 2 bên thiết bị đo áp suất.

-

Đóng hoàn toàn các van 3, 4, 5, để mở van 2 để đo độ chênh lệch áp suất từ 2 thiết
bị đột thu và đột mở

-

Điều chỉnh lưu lượng vào hệ thống nhiều lần để thu được kết quả thí nghiệm.

-

Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết quả.

8


Đo độ chênh lệch áp suất theo độ mở Van 5
-

Mở hoàn toàn van 5, sau đó đóng van 2

-

Điều chỉnh lưu lượng vào hệ thống nhiều lần để thu được kết quả thí nghiệm.

-

Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết quả.

3.3.3.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
-

Điều chỉnh thước đo độ chênh lệch áp suất cân bằng ở các vị trí đo

-

Mở một phần van 6 (van hoàn lưu), mở hoàn toàn các van 1, 2, 3, 4, 5, cho dòng
chất lỏng chảy qua hệ thống thiết bị để loại bỏ hoàn toàn không khí trong hệ
thống.

-

Mở bơm để đẩy khí ra khỏi hệ thống thiết bị. Khi thấy không khí đã không còn
trong thiết bị thì điều chỉnh độ mở của van 6 để không có hiện tượng chênh lệch
áp suất quá lớn làm trào nước 2 bên thiết bị đo áp suất.

-

Đóng hoàn toàn các van 3, 4, 5, để mở van 2 để đo độ chênh lệch áp suất từ các
thiết bị Màng chắn, Ventury và ống Pitot

-

Điều chỉnh lưu lượng vào hệ thống nhiều lần để thu được kết quả thí nghiệm.

-

Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết quả.

3.4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.4.1. Kết quả thí nghiệm
3.4.1.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành ống
Lưu lượng
Thiết bị

Ống

Ống

Ống

( ⁄

)

Tổn thất cột áp

6

22.6

8

35.3

10

53

6

1.43

8

3.56

10

4.56

6

0.7

8

1.46

10

2.1
9


Lưu lượng
Thiết bị

Ống

( ⁄

nhám

)

Tổn thất cột áp

6

18.5

8

36.3

10

56.26

3.4.1.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ
Thiết bị

Lưu lượng

Chênh lệch áp suất

6

14.5

8

22

10

34.6

6

3.36

8

4.8

10

7.73

6

1

8

2

10

4.03

6

11.16

8

19.96

10

33.6

Đột thu

Đột mở

Co 90

Van 5

3.4.1.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
Thiết bị
Màng chắn

Ventury

Pitot

Lưu lượng thực tế

Tổn thất cột áp

6

3.43

8

5.73

10

9.6

6

3.16

8

5.93

10

9

6

2.5

8

1.86

10

3.36

10


3.4.2. Xử lý kết quả thí nghiệm và nhận xét
3.4.2.1. Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất cột áp do ma sát của chất lỏng với thành ống
Đường
kính
thực
tế
0.01
0.01
16
0.01
0.015
0.015
21
0.015
0,021
0,021
27
0,021
0,019
27
0,019
nhám
0,019
Thiết
bị

Diện tích
mặt cắt
ống

Lưu lượng

6
8
10
6
8
10
6
8
10
6
8
10

Vận
tốc

Chuẩn
số Re

1.273
1.698
2.123
0.564
0.753
0.941
0.285
0.381
0.476
0.416
0.555
0.694

14254.06
19005.41
23756.77
9482.574
12643.43
15804.29
6713.662
8951.55
11189.44
8858.304
11811.07
14763.84

Tổn thất
cột áp
22.6
35.3
53
1.43
3.56
4.56
0.7
1.46
2.1
18.5
36.3
56.26

Hệ số
Hệ số
ma sát ma sát
thực

thuyết nghiệm
0.028 0.002
0.026 0.002
0.025 0.002
0.031 0.001
0.029 0.002
0.027 0.001
0.034 0.001
0.032 0.003
0.03 0.003
0.032 0.076
0.029 0.084
0.028 0.083

3.4.2.1.1. Ống trơn
Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc dòng chảy:

16
Tổn thất cột áp

60
2.123

50
40
1.698
30
1.273

20
10

0
0

0.5

1

1.5

2

2.5

Vận tốc
Đồ thị 3- 1 Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc chuyển động trong ống trơn

Từ:

1.273 – 2.123: chế độ chạy xoáy trong ống nhẵn

Đồ thị log h theo log V:

11


16
2

0.326949994,

Log[h]

1.5
0.229937686
0.104828404

1
0.5
0
0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Log[v]
Đồ thị 3- 2 Đồ thị biểu diễn theo log h và log V của ống trơn 16
Dựa vào đồ thị biểu diễn theo



ta thấy, ba điểm nên ba điểm này thuộc vùng

chảy rối là đường thẳng.
Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết
16
0.03
0.025
0.02
Hệ số ma sát lý thuyết
0.015
Hệ số ma sát thực
nghiệm

0.01
0.005
0

1

2

3

Đồ thị 3- 3 Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết 16

3.4.2.1.2. Ống trơn
Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc dòng chảy:

12


Tổn thất cột áp

21
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

0.941

0.753

0.564,

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Vận tốc
Đồ thị 3- 4 Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc chuyển động trong ống trơn
21
Từ 0,564 – 0,941: chế độ chạy xoáy trong ống nhẵn
Đồ thị log h theo log V:
21
-0.026410377,

Log[h]

-0.123205024,

0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2

-0.248720896

0.1
0

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

Log[v]
Đồ thị 3- 5 Đồ thị biểu diễn theo log h và log V của ống trơn 21
Dựa vào đồ thị biểu diễn theo



ta thấy, 2 điểm đầu thẳng hàng nên 2 điểm

này thuộc vùng chảy rối là đường thẳng.
Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết

13


21
0.035
0.03
0.025
Hệ số ma sát lý thuyết

0.02
0.015

Hệ số ma sát thực
nghiệm

0.01
0.005
0
1

2

3

Đồ thị 3- 6 Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết 21
3.4.2.1.3. Ống trơn
Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc dòng chảy:
27

Tổn thất cột áp

2.5
2

0.476

1.5

0.381

1
0.285

0.5
0
0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Vận tốc
Đồ thị 3- 7 Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc chuyển động trong ống trơn
27
Từ 0,285 - 0,476: chế độ chạy xoáy trong ống nhẵn

14


Đồ thị log h theo log V:
27
0.4
-0.322393047,

0.3
0.2

Log[h]

-0.419075024,

0.1
0

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0
-0.1

-0.54515514,
-0.2

Log[v]

Đồ thị 3- 8 Đồ thị biểu diễn theo log h và log V của ống trơn 27
Dựa vào đồ thị biểu diễn theo



ta thấy, 2 điểm đầu thẳng hàng nên 2 điểm

này thuộc vùng chảy rối là đường thẳng
Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết

27
0.04
0.035
0.03
0.025

Hệ số ma sát lý thuyết

0.02
Hệ số ma sát thực
nghiệm

0.015
0.01
0.005

0
1

2

3

Đồ thị 3- 9 Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết 27
3.4.2.1.4. Ống nhám
Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc dòng chảy:

15


27 nhám

Tổn thất cột áp

60

0.694

50
40

0.555

30
20

0.416

10
0
0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Vận tốc
Đồ thị 3- 10 Mối quan hệ giữa tổn thất cột áp và vận tốc chuyển động trong ống
nhám 27
Từ: 0,416 - 0,694: chế độ chạy xoáy trong ống nhẵn
Đồ thị log h theo log V:
27 nhám
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

Log[h]

-0.15864053,

-0.4

-0.255707017,
-0.380906669,

-0.35

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

Log[v]
Đồ thị 3- 11 Đồ thị biểu diễn theo log h và log V của ống nhám 27
Dựa vào đồ thị biểu diễn theo log h và log V ta thấy, ba điểm thẳng hàng nên ba
điểm này thuộc vùng chảy rối là đường thẳng
Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết

16


27 nhám
0.09
0.08
0.07

0.06
Hệ số ma sát lý thuyết

0.05
0.04

Hệ số ma sát thực
nghiệm

0.03
0.02
0.01
0
1

2

3

Đồ thị 3- 12 Đồ thị so sánh giá trị hệ số ma sát thực nghiệm và lý thuyết 27 nhám
3.4.2.2. Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ

Thiết bị

Đột thu

Đột mở

Co 90

Van 5

Đường
kính
thiết bị
0.01
0.01
0.01
0.021
0.021
0.021
0.021
0.021
0.021
0.021
0.021
0.021

Diện tích
mặt cắt
ống

Lưu lượng Q


Lít/phút
6
8
10
6
8
10
6
8
10
6
8
10

0.0001
0.000133
0.000167
0.0001
0.000133
0.000167
0.0001
0.000133
0.000167
0.0001
0.000133
0.000167

17

Vận tốc
dòng
chảy
1.273
1.698
2.123
0.289
0.385
0.481
0.289
0.385
0.481
0.289
0.385
0.481

Tổn
thất
áp
suất
0.145
0.22
0.346
0.0336
0.048
0.0773
0.01
0.02
0.0403
0.1116
0.1996
0.336

Áp
suất
động

Hệ số
trở lực
cục bộ

0.08
0.147
0.229
0.0042
0.0075
0.0118
0.0042
0.0075
0.0118
0.0042
0.0075
0.0118

1.753
1.496
1.505
7.892
6.341
6.536
2.348
2.642
3.407
26.212
26.371
28.411


Hệ số trở lực cục bộ

1.8
1.75
1.7
1.65
1.6
1.55
1.5
1.45
0

2

4

6

8

10

12

Lưu Lượng dòng chảy (lít/phút)
Đồ thị 3- 13 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng
dòng chảy trong thiết bị Đột thu
9

Hệ số trở lực cục bộ

8
7
6
5
4
3
2
1
0
0

2

4

6

8

10

12

Lưu Lượng dòng chảy (lít/phút)
Đồ thị 3- 14 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng
dòng chảy trong thiết bị Đột mở

18


Hệ số trở lực cục bộ

4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0

2

4

6

8

10

12

Lưu Lượng dòng chảy (lít/phút)
Đồ thị 3- 15 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng
dòng chảy trong thiết bị Co 90°

Hệ số trở lực cục bộ

29
28.5
28
27.5
27
26.5
26
0

2

4

6

8

10

12

Lưu Lượng dòng chảy (lít/phút)
Đồ thị 3- 16 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng
dòng chảy trong van số 5
Nhận xét:
-

Theo hình 3.9, 3.10 lưu lượng dòng tăng thì hệ số trở lực cục bộ cũng tăng theo, .

-

Theo Hình 3.8 Trong thiết bị đột mở khi ta tăng lưu lượng dòng chảy trong thiết bị
thì trở lực của thiết bị giảm rồi tăng tạo thành một đường cong trên đồ thị.

-

Do quá trình thực nghiệm bị sai số.

19


3.4.2.3. Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
3.4.2.3.1. Khảo sát hệ số lưu lượng của Màng chắn và Ventury

STT

Đường
kính
ống

Tiết
diện
ống

Tổn thất áp suất
thực tế

Lưu lượng


Hệ số
k

Hệ số

Màng chắn
1

0.016

6

0.0001

0.0343

336.483

0.545

2

0.016

8

0.000133

0.0573

562.113

0.562

3

0.016

10

0.000167

0.096

941.76

0.543
0.55

Ventury
1

0.016

6

0.0001

0.0316

309.996

0.567

2

0.016

8

0.000133

0.0593

581.733

0.552

3

0.016

10

0.000167

0.09

882.9

0.561
0.56

3.4.2.3.2. Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và
ống Pitot

STT

Tiết
diện
ống

Lưu lượng
Q thực tế

Tổn thất áp lý
thuyết

Vận tốc dòng
chảy

Lưu lượng lý
thuyết

Màng chắn
1

6

0.0343

336.483

0.5

0.000681

2

8

0.0573

562.113

0.667

0.00125

3

10

0.096
941.76
Ventury

0.833

0.001886

1

6

0.0316

309.996

0.5

0.00071

2

8

0.0593

581.733

0.667

0.001228

3

10

0.09
882.9
Ống Pitot

0.833

0.001948

1

6

0.025

245.25

0.5

0.000798

2

8

0.0186

182.466

0.667

0.002193

3

10

0.0336

329.616

0.833

0.003188

20


0.002
0.0018

Lưu lượng

0.0016
0.0014
0.0012
Thực Tế

0.001

Lý Thuyết

0.0008

0.0006
0.0004
0.0002

Tổn thất áp suất

0
0

0.0343

0.0573

0.096

Đồ thị 3- 17 Biểu đồ thể hiện lưu lượng thực tế và lưu lượng lý thuyết theo độ chênh
lệch áp suất trên thiết bị màng chắn
0.0025

Lưu lượng

0.002

0.0015
Thực Tế
Lý Thuyết

0.001

0.0005

0
0

0.0343

0.0573

0.096

Đồ thị 3- 18 Biểu đồ thể hiện lưu lượng thực tế và lưu lượng lý thuyết theo độ chênh
lệch áp suất trên thiết bị Ventury

21


0.0035

Lưu lượng

0.003
0.0025
0.002
Thực Tế
0.0015

Lý Thuyết

0.001
0.0005
0
0

0.0343

0.0573

0.096

Đồ thị 3- 19 Biểu đồ thể hiện lưu lượng thực tế và lưu lượng lý thuyết theo độ chênh
lệch áp suất trên thiết bị ống Pitot
Nhận xét:
Dựa vào hình 3.9, 3.10, 3.11 cho ta thấy tổn thất áp suất thực tế tỉ lệ thuận với lưu

-

lượng của dòng chảy. Và Lưu lượng lý thuyết lớn hơn rất nhiều so với lưu lượng
thực tế, nguyên nhân là do sai số trong quá trình tiến hành thí nghiệm.

3.5. KẾT LUẬN
Ngoài sự mất mát năng lượng do sự ma sát của chất lỏng với thành ống thông qua
các thí nghiệm và bài báo cáo kết quả còn cho ta thấy có sự mất mát năng lượng do trở
lực cục bộ gây nên bởi sự thay đổi tiết diện ống dẫn, hướng chảy, bị cản bởi độ mở của
van, đột thu, đột mở, hay các loại co.
Dựa vào các kết quả thí nghiệm ra có thể đưa ra được sự ảnh hưởng của các loại
ống và thiết bị phụ trợ đến lưu lượng dòng chảy của ống từ đó đưa ra sự lựa chọn thiết bị
phù hợp và tối ưu cho việc vận chuyển chất lỏng trong hệ thống thiết bị mà ta mong
muốn.

3.6. TÍNH MẪU
3.6.1. Tính mẫu cho Thiết bị Đột Thu ở ống trơn
Thiết
bị
16

Đường
kính
thực
tế
0.01

Diện tích
mặt cắt
ống

Vận
tốc

Lưu lượng


1.273

6
22

Chuẩn
số Re
14254.06

Tổn thất
cột áp
22.6

Hệ số
ma sát
thực
nghiệm
0.028


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×