Giáo trình Truyền động thuỷ lực và khí nén

Nội dung text: Giáo trình Truyền động thuỷ lực và khí nén

1. η ν = (1.2) ρ Các h ñơn v d ưi ñây ñưc s d ng cho ñ nh t: + ð nh t ñ ng l c h c η: 1 Ns/m 2 = 1 Pa.s = 10 3 mPa.s ho c 1 P (Poise) = 100 cP = 10 -1 Ns/m 2; + ð nh t ñ ng h c ν: 1 m 2/s = 10 6 mm 2/s ho c 1 St (Stoke) = 100 cSt = 100 mm 2/s. C hai lo i ñ nh t ph thu c r t m nh vào nhi t ñ và áp su t. Tính ch t nhi t ñ - ñ nh t Nhi t ñ càng t ăng ñ nh t c a ch t l ng càng gi m. Ch t l ng thu l c b loãng ñi thì sc c n ma sát gi m, tuy nhiên kh n ăng t i c a ch t l ng c ũng gi m. Tính ch t ñ nh t – nhi t ñ cho tr ưng h p d u khoáng áp su t khí quy n có th ñưc bi u di n b ng công th c th c nghi m: b η(ϑ) = ke c+ϑ ho c theo d ng: b ln η(ϑ) = + ln k (1.3) c + ν H s k ñưc tính b ng Ns/m 2, các h s b, c ñưc tính b ng 0C. S ph thu c m nh c a ñ nh t ñ ng h c vào nhi t ñ ñưc th hi n rõ h ơn trên ñ th hình 1.5. ðc bi t th y rõ r ng, s thay ñ i nhi t ñ vùng nhi t ñ th p làm thay ñi ñ nh t m nh h ơn vùng nhi t ñ cao. Thí d v i d u khoáng: Khi thay ñi nhi t ñ t 20 0C lên 30 0C, ñ nh t gi m t 134,5 xu ng 75,4 mm 2/s; Khi thay ñi nhi t ñ t 60 0C lên 70 0C, ñ nh t gi m t 20,7 xu ng 14,9 mm 2/s. 10000 2 600 mm /s mm 2 1000 ISO VG100 500 62 s ν ν 200 46 c c c 100 400 50 h ng ng h ng 300 ñ ñ 20 t t t t 200 nh 10 nh Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thuð l c và khí nén . 9 ð 5 ISO VG32 100 22 10 0
2. Hình 1.5. S thay ñ i ñ nh t ννν Hình 1.6. Bi u ñ Ubbelohde ñ xác theo nhi t ñ ñnh tính ch t ñ nh t – nhi t ñộ (HL 46, VI 100, p 0 = 1 bar) (ISO VG 10./.100, VI 100, p 0 = 1 bar) Trong th c t các nhà thi t k không tính toán tính ch t ñ nh t – nhi t ñ theo công th c (1.3) mà tra theo m t bi u ñ ñơn gi n do các hãng s n xu t d u khoáng cung c p, bi u ñ Ubbelohde (hình 1.6). ð mô t tính ch t ñ nh t – nhi t ñ , ñc bi t ñ so sánh các lo i d u v i nhau ng ưi ta th ưng s d ng m t thông s ñ c tr ưng n a g i là ch s ñ nh t VI. VI càng t ăng ñưng cong ñ nh t – nhi t ñ càng th ng h ơn, có ngh ĩa là ñ nh t thay ñ i càng ít theo nhi t ñ. VI c a các d u khoáng thông th ưng có giá tr ≈ 100, n u b sung ch t ph gia có th làm tăng giá tr VI. Tính ch t nhi t ñ – áp su t – ñ nh t Áp su t t ăng s làm t ăng ñ nh t c a ch t lng thu l c. Ch t l ng tr nên ñc h ơn s làm 10000 tăng s c c n ma sát, tuy nhiên c ũng làm t ăng kh mm 2/s năng t i. Tính ch t nhi t ñ – áp su t – ñ nh t 1000 p=601 bar cũng có th ñưc xác ñ nh t công th c th c 500 401bar nghi m: ν 200 c c 100 α p( −po ) η )P( = ηo e (1.4) 50 ng h ng Trong ñó: η0 là ñ nh t ñ ng l c h c t i áp ñ 30 t t 20 su t p 0; α (1/bar) là h s áp su t – ñ nh t, α ph thu c vào c u trúc d u, ñ nh t và nhi t ñ , v i nh 10 -3 du khoáng α n m trong kho ng (1,3 - 2,4).10 ð p =201 bar (1/bar). 5 1bar Tính ch t nhi t ñ – áp su t – ñ nh t có th tra c u t bi u ñ (hình 1.7). T bi u ñ nh n 0 th y r ng, nh h ưng c a áp su t ñ n ñ nh t ñ ng 0 20 40 60 80 0C 120 hc không m nh m nh ư ñi v i nhit ñ . Khi Nhi t ñ ϑ nhi t ñ kho ng 30 0C, áp su t t ăng t 1 ñ n 300 Hình 1.7. Bi u ñ xác ñ nh tính bar, ñ nh t c ũng ch t ăng kho ng 2 l n. ch t nhi t ñ – áp su t – ñ nh t ở nhi t ñ cao áp su t có nh h ưng ñ n ñ (HL 46, VI 100) nh t nh h ơn nhi t ñ th p. 0,94 g/cm 3 0 0C ρ 0,90 40 Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n êng ñ0,88ng thu l c và khí nén . 10 60 80 ng ri ng 0,86 100
3. b) Tính ch t kh i l ưng riêng Kh i l ưng riêng c a ch t l ng là t l gi a kh i l ưng và th tích c a nó: m ρ = (1.5) V Kh i l ưng riêng là m t thông s ñc tr ưng ñ tính toán s c c n dòng ch y có ngh ĩa là hao t n dòng ch y và c ũng là thông s ñ tính toán hao t n va ñ p trong ñưng ng và các ph n t c u trúc. Kh i l ưng riêng c ũng ph thu c vào nhi t ñ và áp su t. S ph thu c vào nhi t ñ và áp su t c a kh i l ưng riêng có th ñưc tra c u r t thu n l i t ñ th . Hình 1.8 là m t thí d bi u di n s t ăng kh i l ưng riêng khi t ăng áp su t và gi m khi t ăng nhi t ñ . Nhi t ñ và áp su t nh h ưng ñ n kh i l ưng riêng v i m c ñ không gi ng nh ư ñi v i ñ nh t. ảnh hưng c a nhi t ñ và áp su t ñ n kh i l ưng riêng c ũng có th ñưc bi u di n theo các công th c th c nghi m. Tính ch t nhi t ñ – kh i l ưng riêng Tính ch t nhi t ñ – kh i l ưng riêng có th ñưc mô t theo công th c: ρ ρ(ϑ) = 0 (1.6) 1+ γ(ϑ − ϑ0 ) 3 0 Trong ñó: ρ0 (kg/m ) và ϑ0 ( C) là kh i l ưng riêng và nhi t ñ trong ñiu ki n d n xu t, γ (1/K) là h s giãn n nhi t c a d u. N u l y nhi t ñ d n xu t là 15 0C thì công th c (1.5) tr thành: ρ 0 ρ(ϑ) = 15 C 1+ γ(ϑ −15 ) H s giãn n nhi t γ mô t tính ch t giãn n c a d u t i áp su t không ñ i. 1  δV  γ =   V0  δϑ  p Khi áp su t t ăng thì h s giãn n nhi t γ s gi m. Nu gi thi t r ng, ñi v i d u khoáng tính ch t nhi t ñ – kh i l ưng riêng là tuy n tính trong vùng nhi t ñ ho t ñ ng (ñiu này là cho phép trong th c t ), thì h s giãn n nhi t có th ñưc xác ñ nh theo công th c: ∆V γ = V0 (ϑ − ϑ0 ) Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 11
4. T các bi u th c trên có th xác ñ nh ñưc các m i quan h gi a l ưng bi n ñ i th tích và kh i l ưng riêng c a m t ch t l ng thu l c theo s bi n ñ i c a nhi t ñ ,: ∆V = V(ϑ) − V0 = γV0 (ϑ − ϑ 0 ) ∆ρ = ρ(ϑ) − ρ 0 = −γρ (ϑ)( ϑ − ϑ 0 ) Giá tr γ áp su t khí quy n có th l y t ươ ng ng theo các lo i d u nh ư sau: du khoáng: 0,65.10 -3 K -1 du HFC; 0,70.10 -3 K -1 du HFD; 0,75.10 -3 K -1 Thí d d ưi ñây làm rõ thêm s nh h ưng c a nhi t ñ : Dưi áp su t khí quy n, t ăng nhit ñ t 15 ñ n 65 0C (tăng 50 0C) thì kh i l ưng riêng gi m t 0,877 xu ng 0,847 g/cm 3, có ngh ĩa là gi m x p x 3,4%. T ñó cho th y, gia t ăng nhi t ñ lên 10 0C s làm thay ñi th tích d u kho ng 0,7%. Tính ch t áp su t – kh i l ưng riêng Tính ch t áp su t – kh i l ưng riêng c a ch t l ng thu l c có ý ngh ĩa trong vi c ñánh giá tính ch t ñ ng l c h c c a m t thi t b thu l c. Công th c d ưi ñây mô t tính ch t áp su t – kh i l ưng riêng: ρ ρ )p( = 0 (1.7) 1− p(k − p0 ) 3 Trong ñó: ρ0 (kg/m ) và p 0 là các giá tr kh i l ưng riêng và áp su t ñiu ki n chu n; k (1/bar) là h s nén, mô t tính ch t nén khi nhi t ñ không ñ i: 1 δV k = − ( )ϑ V0 δp Thông s t l ngh ch v i k là mô ñun nén K = 1/k. T hình 1.8 cho th y có th tính toán quan h áp su t – kh i l ưng riêng theo quan h tuy n tính. Do v y h s nén ñưc xác ñ nh theo: − ∆V k = V0 p( − p0 ) Nh ư v y, v i các lo i ch t l ng thu l c s thay ñ i th tích c ũng nh ư kh i l ưng riêng ph thu c vào áp su t ñưc xác ñ nh theo bi u th c: ∆V = V )p( − V0 = −kV 0 p( − p 0 ) H s nén và mô ñun nén ñi v i các lo i d u thu l c ñưc l y nh ư sau: Du khoáng k = 0,7.10 -4 1/bar); K = 1,4.10 4 bar; Du HFC k = 0,3.10 -4 1/bar; K = 3,3.10 4 bar; Du HFD k = 0,35.10 -4 bar; K = 2,85.10 4 bar. Tính ch t nén c a d u thu l c c n ñưc ñ c bi t chú ý khi áp su t c a h th ng l n hơn 150 bar. Thí d d ưi ñây làm sáng t thêm ñiu ñó: Nu t ăng áp su t t 1 ñ n 301 bar (tăng thêm 300 bar) t i nhi t ñ 15 0C thì kh i l ưng riêng t ăng t 0,877 ñn 0,982 g/cm 3, có ngh ĩa là t ăng 2,1%. Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 12
5. Tươ ng ng th y r ng, khi t ăng áp su t thêm 100 bar thì th tích d u gi m ñi kho ng 0,7%. c) Kh n ăng ti p nh n không khí c a d u thu l c Không khí có th ñưc hàm ch a trong d u thu l c hai d ng: - Không khí hoà tan; - Không khí không hoà tan, có ngh ĩa là d ng b t khí. Khi còn d ng hoà tan trong d u, không khí không nh h ưng ñ n tính ch t c a d u thu l c, có ngh ĩa là không làm thay ñi ñ n tính ch u nén c a d u. Trong tr ng thái bão hoà, du khoáng có th hoà tan kho ng 9% th tích không khí, có ngh ĩa là trong m t lít d u có th hoà tan ñưc 90 cm 3 không khí. Kh n ăng ti p nh n không khí c a d u t ăng khi áp su t t ăng, trong khi s thay ñ i c a nhi t ñ l i h u nh ư không nh h ưng ñ n kh n ăng này. Kh n ăng ti p nh n c c ñ i d ng hoà tan c a th tích không khí có th ñưc tính theo ñ nh lu t Henry: p Vkk = Vd α (1.8) p0 Trong ñó: V ol là th tích d u t i áp su t khí quy n; α - h s hoà tan Bunsen, có th ly giá tr 0,09 ñi v i d u khoáng; p - áp sut tuy t ñ i. Bt khí s xu t hi n trong d u khi kh n ăng ti p nh n không khí c a d u d ng hoà tan ñã v ưt quá m c gi i h n. ð ng th i không khí d ng hoà tan c ũng có th chuy n thành bt khí nh ng n ơi có áp su t v ưt qua giá tr áp su t bão hoà, thí d trên ñưng ng n p, t i các ch cong g p, ñng sau v trí ti t l ưu, B t khí c ũng có th xâm nh p khi n p khí, do l t khí t i các ch n t trên ñưng d u v thùng. B t khí làm cho d u b “m m” ñi, làm gi m mô ñun nén K. Khi t ăng áp su t có th gây va ñ p sau b ơm, gây chuy n ñ ng ng ưc, làm cho t n s quay thay ñ i theo d ng b c, gây n, gãy ho c mài mòn (xâm th c). Chính vì v y c n ph i thi t k b ph n tách b t, mà tr ưc h t là tách b t trong thùng d u. 1.3. C ơ s k thu t thu t ĩnh 1.3.1. Tính ch t thu t ĩnh c a ch t l ng Khi phát tri n lý thuy t v ch t l ng, ng ưi ta xu t phát t gi thi t ch t l ng lý t ưng. ðây là ch t l ng không ma sát, không ch u nén, không giãn n , khi ñưc n p vào thùng ch truy n áp l c vuông góc v i thành và ñáy thùng (hình 1.9). ð l n c a áp su t ph thu c vào ct ch t l ng, có ngh ĩa là kho ng cách t ñim ño ñ n m t thoáng c a ch t l ng: p = ρgh (1.9) Vi ch t l ng lý t ưng, không xu t hi n l c ti p tuy n c ũng nh ư các ng su t ti p t i thành thùng và gi a các l p ch t l ng. F A h p p p Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 13
6. Hình 1.10. L c tác ng lên pít Hình 1.9. Phân b áp su t trong ñ tông c a m t xy lanh thu l c thùng ch a ch t l ng lý t ưng Khi tính toán các thi t b thu t ĩnh có th gi thi t b qua tr ng l ưng b n thân c a ch t l ng do quá nh so v i l c tác ñ ng ngoài. Áp su t t o ra t l c ngoài (hình 1.10) ñưc xác ñnh theo bi u th c: F p = (1.10) A Áp su t này có th ñưc t o ra t chuy n ñ ng gián ñon c a thi t b ví d nh ư pít tông trong xy lanh ho c chuy n ñ ng liên t c nh ư trong b ơm bánh r ăng, b ơm cánh quay, 1.3.2. Chuy n ñ i n ăng l ưng nh pít tông và xy lanh Áp su t làm vi c t o ra trong thi t b nâng trên hình 1.11 s là: F F p = 1 = 2 (1.11) A1 A 2 Nu b qua hao t n l t dòng, chuy n ñ ng cu n theo pít tông thì s làm d ch chuy n các th tích nh ư nhau: V1 = V2 = A1s1 = A 2s 2 (1.12) F T ñó có: 2 s1 A 2 A 2 = , F2 = F1 (1.13) S2 s 2 A1 A1 v A S1 và 1 = 2 (1.14) v 2 A1 A2 F Công d ch chuy n c a ch t l ng khi ñó s là: 1 A1 W = F1s1 = F2s 2 (1.15) Hình 1.11. S ơ ñ thi t b nâng thu l c và công su t: P = Fv (1.16) Q Do F = Ap và v = nên A P = pQ (1.17) Trong ñó Q là l ưu l ưng dòng ch t l ng. 1.3.3. Chuy n ñ i n ăng l ưng trong thi t b thu l c chuy n ñ ng quay Trên hình 1.12 trình bày s ơ ñ m t b ơm thu l c cánh quay. Trong m t vòng quay, cánh quay có di n tích A chuy n ñ ng ñưc quãng ñưng 2 πr và cu n theo m t th tích ch t l ng: Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 14
7. V = 2πrA (1.18) Th tích choán ch này c a b ơm và ñng c ơ thu l c còn ñưc g i là th tích làm vi c. L ưu l ưng tính theo t n s quay s là: Q = Vn (1.19) 1 M Nu gi thi t r ng, b ơm (1) và ñng c ơ p (2) c a m t truy n ñ ng thu l c ho t ñ ng 3 không có hao t n thì l ưu l ưng b ơm Q 1 s ϕ A bng l ưu l ưng ti p nh n c a ñ ng c ơ Q 2: Q1 = Q 2 = V1n1 = V2 n 2 2 r n V Có ngh ĩa là: 1 = 2 (1.20) Hình 1.12. B ơm thu l c cánh quay n 2 V1 Mô men quay sinh ra trong các máy 1- V ; 2- Rô to; 3- Cánh quay. thu l c chuy n ñ ng quay (hình 1.12) s là: M = pAr (1.21) trong ñó p là áp su t t o ra trong b ơm theo yêu c u c a t i tr ng. V Vi A = , công th c (1.21) có d ng: 2πr pV M = (1.22) 2π pQ ho c: M = (1.23) 2πn T ñó, công su t s n ra ho c công su t ti p nh n c a m t máy thu l c chuy n ñ ng quay s là: P = Mω = M2πn (1.24) P = pQ (1.25) ở ñây n ñưc tính là s vòng quay trong 1 giây và t ươ ng ng Q là l ưng ch t l ng trong 1 giây. 1.4. C ơ s thu ñ ng l c h c C s lý thuy t c a c ơ h c ch t l ng c ũng nh ư thu ñ ng l c h c ñưc xu t phát t ch t l ng lý t ưng. Trong ñó các nhà khoa h c ñã xây d ng ñưc các công th c tính toán quan tr ng. ð u th k 20 Prandt l n ñ u tiên ñã t ng h p thu n tuý lý thuy t v thu ñ ng lc h c v i k thu t thu l c ñưc các k s ư ng d ng trong s n xu t b ng cách b sung thêm lc ma sát sinh ra do tính nh t c a ch t l ng thu l c. Cơ s ñ tính toán các thi t b thu l c là các ph ươ ng trình liên t c, ph ươ ng trình Bernoulli cho ch t l ng thu l c. Các ph ươ ng pháp tính toán s c c n dòng ch y, có ngh ĩa là các ph ươ ng pháp tính toán hao t n áp su t trong các ng d n có ý ngh ĩa quan tr ng trong th c t. 1.4.1. Ph ươ ng trình liên t c Dòng ch y d ng c a ch t l ng lý t ưng tho mãn ñnh lu t b o toàn kh i l ưng: L ưu kh i m&1 ch y qua m t c t A 1 luôn b ng v i l ưu kh i m&2 ch y qua m t c t A 2. ði v i ch t lng có kh i l ưng riêng không ñi ñ nh lu t này ñúng cho c tr ưng h p ch y không d ng. Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 15
8. Kh i l ưng ch t l ng (lưu kh i) ch y qua m t m t c t ñưng ng trong m t ñơn v th i gian ñưc xác ñ nh theo: m&= ρAv (1.26) A2 Tươ ng ng hình 1.13, tho mãn: v1 A1 v2 ρ1A1v1 = ρ2 A 2 v 2 (1.27) m2 m1 Q2 ði v i ch t l ng có kh i l ưng Q1 riêng không ñi: Hình 1.13. Dòng ch y qua ng thu h p A1v1 = A 2 v 2 (1.28) 1.4.2. Ph ươ ng trình Bernoulli Ph ươ ng trình Bernoulli xu t phát t gi thi t r ng năng l ưng c a m t ch t l ng ch y dng không ma sát trên m i ñim c a m t c t ngang t i m i th i ñim là không ñi. Ph ươ ng trình này tho mãn trong tr ưng h p riêng c a dòng ch y m t chi u, và c ũng bi u di n tr ưng hp ñ c bi t c a h ph ươ ng trình vi phân Navier-Stocke xây d ng cho tr ưng h p t ng quát cho dòng ch y 3 chi u. M c dù v y c ũng có th ng d ng ñ chính xác làm c ơ s tính toán trong l ĩnh v c thu l c d u. N ăng l ưng t i m t ñim xác ñ nh trên ñưng dòng c a m t dòng ch y ch t l ng lý t ưng bao g m ñ ng n ăng dòng ch y, áp n ăng c a ch t l ng và th n ăng. Hình 1.14 trình bày s ơ ñ dòng ch y qua hai m t c t khác nhau. Ph ươ ng trình Bernoulli vi t cho tr ưng h p này nh ư sau: ρ v 2 ρ v 2 p + 1 1 + ρ gh = p + 2 2 + ρ gh (1.29) 1 2 1 1 2 2 2 2 ði v i ch t l ng không ch u nén: p2; Q 2 ρv 2 ρv 2 p ; Q p + 1 + ρgh = p + 2 + ρgh 1 1 1 2 1 2 2 2 v2 ho c t ng quát: v1 2 h 2 ρv 1 p + + ρgh = const (1.30) h 2 Th n ăng v trí c a ch t l ng h u nh ư trong 1 2 tt c các tr ưng h p ng d ng c a k thu t thu lc th ưng ñưc b qua do có giá tr quá nh so v i Hình 1.14. Dòng ch y qua ñng n ăng và áp n ăng. Nh ư v y ph ươ ng trình hai m t c t khác nhau Bernoulli trong k thu t thu l c có th vi t: ρv 2 p + = const (1.31) 2 1.4.3. Hao t n áp su t trong ñưng ng a) Các khái ni m c ơ b n Khác v i ch t l ng lý t ưng, ch t l ng th c có tính ch u nén và ma sát, h ơn n a ma sát có ý ngh ĩa ch y u ñ tính toán và ñánh giá các quá trình ñng l c h c v i ch t l ng, ñc bi t Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 16
9. ñ xác ñ nh s c c n dòng ch y khi ch y qua ñưng ng ho c các ph n t m ch thu l c. Trong ch t l ng thu l c xu t hi n c ma sát trong gi a các l p ch t l ng vi nhau và c ma sát gi a ch t l ng v i thành ng d n. Nh ư v y ngoài các l c ñã bi t còn xu t hi n thêm l c ti p tuy n và ng su t ti p. ứng su t ti p ñưc t o ra do ma sát gi a các l p ch t l ng và ñ bám c a ch t l ng v i thành ng, t ñó t o ra s c c n, có ngh ĩa là hao t n áp su t khi ch t lng ch y qua ng d n. Hao t n áp su t t ăng khi t ăng ñ nh t c a ch t l ng và do ñó hao t n áp su t trong các thi t b thu l c d u cao h ơn r t nhi u so v i các thi t b s d ng môi ch t có ñ nh t nh , thí d nh ư n ưc. Khi tính toán m t thi t b thu l c ñ ng b c n ph i tính ñ n c hao t n áp su t c c b ti các ch cong, gãy khúc, n i ng và t i các van, Prandt ñã xây d ng các công th c xác ñ nh hao t n áp su t khi ch t l ng th c ch y trong ng d n b ng cách l y quan h t l thu n gi a áp su t v i ñ ng n ăng dòng ch y: dp 1 ρv 2 = −λ (1.32) dl R d 2 Tích phân hai v ph ươ ng trình này s ñưc công th c hao t n áp su t dòng ch y không ch u nén, ch y d ng và ñng nhi t: l ρv 2 ∆p = p − p = λ (1.33) 1 2 R d 2 Trong ñó (hình 1.15) ∆p = p 1 – p 2 là hao t n áp su t trong ñon ng l t m t c t 1 ñ n m t c t 2; d - ñưng kính trong c a ng; v - v n t c dòng ch y ; ρ - kh i l ưng riêng c a ch t l ng. 1 2 l H s t l λR là h s c n c a ñưng ng, là m t hàm s c a s Reynold Re: λ R = f (Re) (1.34) p1 p2 < p 1 vd vd ρ ∆p Re = = (1.35) ν η Hình 1.15. Hao t n áp su t vi ν là ñ nh t ñ ng h c và η là ñ nh t ñ ng trên ng th ng lc h c. 0,06 R λ 0,05 ng ng d/k=100 0,04 ng 200 0,03 ñư a a λ =64/Re 500 R 1 R e λ R 1000 n c = 2 log 0,020 2,51 2000 c λ R Prand 0,016 5000 s 0,014 Re gh =2320 H k=0 0,012 λ =0,3164Re -0,25 Tr ưng ð i h c Nông nghiCh. pt ngHà N Ch.i –r Giáoi trình Truy n ñng thuR l c và khí nén . Blasius 17R 0,010 e 103 2 3 4 6 8 104 2 3 4 6 8 105 2 3 4 6 8 106
10. Hình 1.16. Bi u ñ t ng h p s c c n dòng ch y λλλR 100 R R λ 40 20 ng 10 ng 4 λR=64/Re ñư 2 a a 1 n n c 0,4 c 0,2 s 0,1 -0,25 H λR=0,3164.Re 0,04 0,02 R 0,01 e 1 2 4 6 10 2 4 6 10 2 2 4 6 10 3 2 4 10 4 2 4 10 5 2 4 10 6 Hình 1.17. Bi u ñ tính toán s c c n dòng ch y thu l c d u Trong k thu t thu l c d u c ũng phân chia thành hai tr ưng h p, ch y t ng và ch y r i. Ngoài ra trong c hai tr ưng h p c ũng quan tâm ñ n các quá trình ch y ñ ng nhi t hay không ñng nhi t. ð i v i các tr ưng h p môi ch t có ñ nh t nh nh ư n ưc, không khí có th tính toán vi quá trình ch y ñ ng nhi t, còn d u thu l c có ñ nh t r t cao nên ch có th tính toán v i quá trình không ñng nhi t. Tuy nhiên có th tính toán g n ñúng v i quá trình ñon nhi t. S ph thu c c a h s c n λR vào s Reynold ñã ñưc Prandt và c ng s và các nhà khoa h c khác nghiên c u ñ y ñ . Các k t qu nghiên c u ñưc t ng h p trên hình 1.16. Do hai nguyên nhân d ưi ñây mà vi c s d ng bi u ñ này cho k thu t thu l c d u s g p khó kh ăn. Th nh t ñây không tính ñ n tình tr ng không ñ ng nhi t nên không ñư a ra các s li u hi u ch nh hao t n áp su t v n d ĩ là quá l n. Th hai, c n quan tâm c ñ n vùng có s Reynold nh nh ưng ñây l i xu t phát t Re=10 3. ð tính toán trong l ĩnh v c thu l c d u nên s d ng bi u ñ hình 1.17. b) Dòng ch y t ng Dòng ch y ñ ng nhi t Khi ch y t ng, ñng nhi t xu t hi n profil dòng ch y d ng Parabol (hình 1.18). V n tc dòng ch y trung bình theo m t c t ngang có th tính theo v n t c c c ñ i: v = 0,5 v max (1.36) Trong vùng ch y t ng có th xây d ng b ng gi i tích m t công th c hao t n áp su t trong ñưng ng mà không c n s tr giúp c a nghiên c u th c nghi m. Tách m t phân t 2 2 2 ch t l ng πy l, trên di n tích ñáy c a phân t hình tr này tác d ng m t áp l c πy p1 và πy p2. Tr ưng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Truy n ñng thu l c và khí nén . 18