TAILIEUCHUNG - Thiết lập công thức bán thực nghiệm tính hệ số ma sát của dòng chảy rối trong đường ống tròn
Trên cơ sở định luật ma sát rối, lý thuyết độ dài xáo trộn của Prandtl, và quan điểm “vận tốc tường” của Bakhmeteff, sự phân bố vận tốc điểm u trên mặt cắt ướt được xác định trong trường hợp chảy rối thành trơn và thành hoàn toàn nhám. | TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 13, SỐ K3 - 2010 THIẾT LẬP CÔNG THỨC BÁN THỰC NGHIỆM TÍNH HỆ SỐ MA SÁT CỦA DÒNG CHẢY RỐI TRONG ĐƯỜNG ỐNG TRÒN Lê Văn Dực Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG-HCM TÓM TẮT: Trên cơ sở định luật ma sát rối, lý thuyết độ dài xáo trộn của Prandtl, và quan điểm “vận tốc tường” của Bakhmeteff, sự phân bố vận tốc điểm u trên mặt cắt ướt được xác định trong trường hợp chảy rối thành trơn và thành hoàn toàn nhám. Lưu lượng Q và vận tốc trung bình V được tìm thấy sau khi thực hiện tích phân Q= ∫∫ . Dựa vào tính chất của dòng đều, mối quan hệ giữa V, hệ số ma sát λ và vận tốc cắt u* được thiết lập. Khử u* sẽ tìm được V là hàm của Re (Reynolds) hoặc độ nhám tương đối e/D. Từ đó, công thức tính λ có thể được xác định. Dạng công thức này giống với dạng công thức thực nghiệm của Nikuradse, chỉ có sai lệch nhỏ ở các hệ số và sai số giữa chúng không quá 1% đối với trường hợp chảy rối thành trơn ; và không quá 2% đối với trường hợp chảy rối thành hoàn toàn nhám. Qua kết quả này, tính đúng đắn của lý thuyết độ dài xáo trộn của Prandtl hầu như được khẳng định. Từ khoá: Hệ số ma sát λ, lý thuyết độ dài xáo trộn của Prandtl, vận tốc tường của Bakhmeteff, chảy rối thành trơn, chảy rối thành hoàn toàn nhám, vận tốc cắt u*, số Reynolds Re. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với dòng chảy ổn định trong ống tròn, ta có thể tìm thấy mối quan hệ sau đây giữa các đại lượng vật lý: F( ∆H w , V , D, ρ , e, µ , g ) = 0 L Dùng phương pháp phân tích thứ nguyên, chọn V, D và ρ làm ba đại lượng lặp lại, ta sẽ đạt được công thức Darcy: ∆H w = λ. Với λ = f ( Re , Trong đó: ∆H w : tổn thất dọc đường (m); V: vận tốc trung bình mặt cắt (m/s); D: đường kính ống (m); ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); e: độ nhám tuyệt đối của thành ống (m); µ: hệ số nhớt động lực học của chất lỏng (); g: gia tốc trọng trường (m/s2). L V2 . D 2g Re = . (1) e ) D (2) ρ µ (3) Như vậy việc xác định quan hệ hàm giữa hệ số ma sát (tổn thất dọc đường) λ, và các tham số: số Reynolds (Re) và
đang nạp các trang xem trước
