Báo cáo thí nghiệm truyền chất .Nhóm 14FBÀI 1 : XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CHẢY CỦA DÒNG I.Mở đầu : -Trong những tính toán có liên quan đến sự chuyển động của chất lỏng thì đặc trưng của dòng có một giá trị quyết định .Qua thí nghiệm phân tích người ta đã xác định có hai dạng chuyển động : chuyển động dòng (còn gọi là chuyển động tầng)và chuyển động xoáy (còn gọi là chuyển động rối ) - Nếu dòng chất lỏng (khí) là kết hợp của nhiều nguyên tố thì trong chuyển động tầng ,các nguyên tố đó sẽ chuyển động song song với nhau ,còn trong chuyển động xóay chúng sẽ chuyển động hỗn loạn do chấn động vận tốc ở mỗi điểm của dòng . -Đặc trưng của chuyển động chất lỏng (khí ) phụk thuộc vào kích thuớc của dòng (đường kính tương đương ),vận tốc chuyển động ,độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng (khí ).Qua nghiều thí nghiệm Râynon đã thiết lập một quan hệ phụ thuộc không thứ nguyên giữa các đại luợng trên gọi là chuẩn số Râynon: W.dtd.ρ Re = (1.1) μ Trong đó: Dtd: đường kính tương đương ,m W:vận tốc trung bình của lưu thể,m/s ρ :Khối lượng riêng của chất lỏng (khí) ,kg/m 3 μ: Độ nhớt động lực của chất lỏng(khí),Ns/m 2 γ:=μ/ρ : độ nhớt động học của chất lỏng (khí ),m 2 /s Căn cứ vào giá trị của chuẩn số Reynon,ta biêt được chế độ chuyển động của chat lỏng (khí ) -Đối với ống nhẵn ,thẳngvà có tiết diện tròn thì : +Khi Re<2320 ta có chế độ chảy tầng +2320<Re<10.000 ta có chế độ chảy quá độ + Re>10.000 ta có chế độ xoáy bền vững -Người ta gọi giá trị Re=2320 là trị số tới hạn dứơi còn Re=10.000là trị số tới hạn trên II.Mục đích thí nghiệm : 1. Làm q uen v ới hệ t hốn g thi ết bị t hí ng hi ệ m 2. Quan sát c ác biến đỏ i xảy ra tro ng dòng chả y của các ch ất lỏng (kh í )ở các chế độ chuyển động khác nhau. 3. Xác địn h chế độ chuy ển động củ a chất lỏn g (khí ).Tí nh toán gi á trị Râyn on ở các chế độ . III.Thứ tự tiến hành thí nghiệm : 1.Quan sát ,tìm hiểu và kiểm tra sơ đồ hệ thống thí nghiệm 2.Kiểm tra nguồn nước cung cấp (nước đầy các thùng điều tiết C,D phễu nước ở thùng C luôn có nước vào ở dạng bám đều quanh mép phễu một lớp mỏng đủ thí nghiệm.Nếu 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
-Trong những tính toán có liên quan đến sự chuyển động của chất lỏng thì đặc trưng củadòng có một giá trị quyết định .Qua thí nghiệm phân tích người ta đã xác định có haidạng chuyển động : chuyển động dòng (còn gọi là chuyển động tầng)và chuyển độngxoáy (còn gọi là chuyển động rối )- Nếu dòng chất lỏng (khí) là kết hợp của nhiều nguyên tố thì trong chuyển động tầng,các nguyên tố đó sẽ chuyển động song song với nhau ,còn trong chuyển động xóaychúng sẽ chuyển động hỗn loạn do chấn động vận tốc ở mỗi điểm của dòng .-Đặc trưng của chuyển động chất lỏng (khí ) phụk thuộc vào kích thuớc của dòng(đường kính tương đương ),vận tốc chuyển động ,độ nhớt và khối lượng riêng của chấtlỏng (khí ).Qua nghiều thí nghiệm Râynon đã thiết lập một quan hệ phụ thuộc không
thứ nguyên giữa các đại luợng trên gọi là chuẩn số Râynon:W.dtd.ρRe = (1.1)
μTrong đó:Dtd: đường kính tương đương ,mW:vận tốc trung bình của lưu thể,m/sρ :Khối lượng riêng của chất lỏng (khí) ,kg/m3
μ: Độ nhớt động lực của chất lỏng(khí),Ns/m2
γ:=μ/ρ : độ nhớt động học của chất lỏng (khí ),m2/s
Căn cứ vào giá trị của chuẩn số Reynon,ta biêt được chế độ chuyển động của chat lỏng(khí )-Đối với ống nhẵn ,thẳngvà có tiết diện tròn thì :+Khi Re<2320 ta có chế độ chảy tầng+2320<Re<10.000 ta có chế độ chảy quá độ+ Re>10.000 ta có chế độ xoáy bền vững
-Người ta gọi giá trị Re=2320 là trị số tới hạn dứơi còn Re=10.000là trị số tới hạn trên II.Mục đích thí nghiệm :
1. Làm quen với hệ thống thiết bị thí nghiệm2. Quan sát các biến đỏi xảy ra trong dòng chảy của các chất lỏng (khí )ở các chế
độ chuyển động khác nhau.3. Xác định chế độ chuyển động của chất lỏng (khí ).Tính toán giá trị Râynon ở các
chế độ . III.Thứ tự tiến hành thí nghiệm:1.Quan sát ,tìm hiểu và kiểm tra sơ đồ hệ thống thí nghiệm2.Kiểm tra nguồn nước cung cấp (nước đầy các thùng điều tiết C,D phễu nước ở thùngC luôn có nước vào ở dạng bám đều quanh mép phễu một lớp mỏng đủ thí nghiệm.Nếu
mực nước C,d thấp (không thấy nước ) thì phải báo cho cán bộ hướng dẫn để vận hành bơm và điều chỉnh van III3.Kiểm tranuớc màu trong bình Q,nhiệt kế …4.Điều chỉnh kim dẫn nước màu đặt đúng trục tâm của trục thủy tinh5.Mở van VII ở một mức nhỏ
6.Mở van màu IX và điều chỉnh dòng màu càng nhỏ càng tốt (nhưng đủ quan sát )vìdòng màu to ,dòng màu sẽ lắng xuống khó quan sát .7.Điều chỉnh van VII sao cho dòng nước màu chảy vào ống thủy tinh dọc theo trụcống .Quan sát hiện tượng chảy tầng qua tia màu giữ nguyên hình dạng thẳng mảnh,songsong với trục ống .8.Đọc giá trị h1 ứng với giá trị chảy tầng .Thực hiện phá dòng sau đó điều chỉnh lại chếđộ chảy tầng,thực hiện 3 lần để lấy giá trị h1 trung bình9.Tăng từ từ độ mở của van VII để tăng lưu lựợng của dòng chảy cho đến khi nào tianước màu chảy trong ống thũy tinh qua giai đoạn bị gợn sóng rồi bị cuộn xoáy và biến
mất (tức là đã hòa lẫn vào trong dòng nước chính ).Với mỗi độ mở của van VII lại tiếnhành quan sát hiện tượng đó và đọc những thông số như mục 7 .Chú ý mỗi lần chỉ tăngđộ mở của van VIImột chút để dảm bảo với mỗi chế độ ít nhất có được 3 giá trị lưulượng khác nhau.10.Đo nhiệt độ của nước bằng nhiệt kế11.Kết thúc thí nghiệm ,khó van VII và van IX.12.Tắt bơm ,báo cáo số liệu cho cán bộ hướng dẫn ,dọn dẹp vệ sinh trước khi về . IV.Kết quả-tính toán.
1.Công thức :
a.Vận tốc nước chảy trong ống được xác định theo công thức :Qtb
W= ,m/s78.5*Dtd
2
Trong đó :Qtb-lưu lượng nước trung bình chảy qua ống , m3/sQ-Tra bản ,nó phụ thuộc vào chiều cao h=h1-h0
b..Tính giá trị chuẩn số Râynon theo công thức (1.1) ứng với các vận tốc khi-Dạng tia mực màu thẳng-Dạng tia mực màu gợn sóng-Dạng tia mực màu cuộn xoáy và tan lẫn trong nước2.Tính toán:
1.Thông qua thí nghiệm hiểu được phương trình Becnuli.2. So sánh giữa lí thuyết và thực tế.3. Đánh giá các yếu tố tác động đến sự sai khác thực tế và lí thuyết và liên hệ tới
các thiết bị đo áp thông thường dạng pezomet và venturi.
II. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM.
1. Quan sát, tìm hiểu và kiểm tra toàn bộ hệ thống thiết bị bao gồm các điểm đo
áp suất thủy tĩnh và các ống pezomet tương ứng, cácvan khóa.2. Kiểm tra nguồn nước cung cấp (nước đầy các thùng điều tiết C,D,phễu nước ở thùng C luôn luôn có nước ở dạng bám đều quanh mép phễu) cho đủ thí nghiệm. Nếumực nước C,D thấp (không thấy nước) thì phải báo cho cán bộ hướng dẫn để vận hành
bơm và điều chỉnh van III, kiểm tra nhiệt kế.3. Đọc giá trị tại máy đo E.4. Mở van điều chỉnh lưu lượng VI sao cho các ống đo áp ở bảng P có độ chênh dễ
đọc (ít dao động) và mực nước trên các ống đo áp từ 1,2,.....,11 nằm trên đường ống thínghiệm M.
5. Đọc giá trị cột áp trên bảng P ghi vào bài thí nghiệm với bảng tương ứng.
6. Đọc giá trị h1 ở máy đo lưu lượng E.7. Tiến hành thí nghiệm với nhiều lưu lượng.8. Kết thúc thí nghiệm khóa van VII và van IX.