GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Bài 1:
MẠCH LƯU CHẤT
A. LÝ THUYẾT
I. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệm trong một hệ thống ống dẫn có đường kính
khác nhau và có chứa lưu lượng kế màng chắn, venturi cùng các bộ phận nối ống như cút, van, chữ
T.
II. Cơ sở lý thuyết.
1. Lưu lượng kế màng chắn và venturi.
Nguyên tắc của hai dụng cụ này là dùng sự giảm áp suất của lưu chất khi chảy qua chúng để
đo lưu lượng.
Hình 1:
Vận tốc trung bình ở vò trí (2) được tính từ công thức tổng kê năng lượng:
Trong đó:
C: hệ số của màng chắn và venturi, nó tùy thuộc vào chế độ chảy của Re.
:P∆
độ giảm áp suất qua màng chắn hay venturi, N/m
2
.
:
γ
trọng lượng riêng của lưu chất, N/m
3
.
:
1
2
d
d
=

P
α
ρ
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 1
1
1
2
2
v
v
v
v
2
2
1
1
)1(
4
2
βγ
−
∆
=
P
CV
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Vì:
0
2
)(

=
Trong đó:
:f
hệ số ma sát, vô thứ nguyên.
L: chiều dài ống, m.
D: đường kính ống, m.
a) Trong chế độ chảy từng:
Tổn thất ma sát được tính theo công thức sau:
2
32
gD
LV
H
f
ρ
µ
=
Hệ số ma sát
f
có thể tính theo công thức của Hagen – Poiseuille:
Re
6464
==
ρ
µ
DV
f
Trong đó:
:
µ







D
ε
.
Độ nhám tương đối của ống là tỷ số giữa độ nhám thành
ε
(độ nhám tuyệt đối) trên đường
kính ống D.
Người ta có thể tính
f
từ một số phương trình thực nghiệm như phương trình Nikuradse, hay
để thuận tiễn người ta sử dụng giản đồ
f
theo Re và






D
ε
(giản đồ Moody).
Ngoài sự mất mát năng lượng do ma sát trong ống dẫn nói trên, ta còn có sự mất mát năng
lượng do trở lực cục bộ, như do sự thay đổi tiết dệin chảy, thay đổi hướng chảy, hay do sự thay đổi

D
l
f=
ξ

f
D
l
td
td
ξ
=
B. THÍ NGHIỆM
I. Kết Quả Đo.
Thí nghiệm 1: Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn và venturi.
lần TN
đổ mở van
7
W (lít)
thời gian
t(s)
1
1/6 1 3.00 125.00 146.00 95.00 107.00
1/3 2 3.75 114.00 151.00 84.00 105.00
1/2 3 5.77 102.00 152.00 82.00 105.00
2/3 4 8.70 102.00 151.00 82.00 105.00
5/6 5 10.20 102.00 151.00 82.00 105.00
HT 6 12.95 112.00 152.00 82.00 105.00
2
1/6 1 2.85 124.00 147.00 84.00 106.00

3. Cho ống C:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 4
Lần
TN
Đổ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1
1/4 140 143 112.00 111.00
1/2 124 147 104.00 102.00
3/4 114 152 102.00 99.00
HT 111 154 101 98
2
1/4 140 143 114 110
1/2 126 147 105 102
3/4 114 153 102 101
HT 110 151 101 99

1/2 126 147 105 102
3/4 114 153 102 101
HT 110 151 101 99
3
1/4 138 143 110 111
1/2 130 145 106 102
3/4 120 146 103 97
HT 146 147 101 96
lần
TN
độ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
1 1/4 136 143 113 106
1/2 125 143 110 95
3/4 120 144 109 90
HT 119 144 109 98

g
P
van
2
ρ
1 1/4
1/4
139 143 112 111
1/2
125 146 104 102
3/4
115 151 102 97
HT
110 153 101 94
2 1/4
1/4
138 143 111 110
1/2
126 145 103 101
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 5
lần
TN
độ mở
van 6
( )
OmH
g
P
m
2

138 143 112 110
1/2
125 146 104 102
3/4
115 150 102 97
HT
110 152 99 95
Độ mở van 5: ½ vòng. (4 vòng)
Lần
TN
Độ mở van
5
Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
1 1/2
1/4

Độ mở van
6
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
1 3/4
1/4
138 142 111 110
1/2
123 147 108 97
3/4
145 150 109 90
HT
111 152 109 87
2 3/4
1/4
135 143 110 109
1/2
121 146 109 96

OmH
g
P
van
2
ρ
1 hoàn toàn
1/4
136 142 119 99
1/2
123 143 136 68
3/4
119 144 140 58
HT
117 145 143 54
2 hoàn toàn
1/4
134 140 120 101
1/2
125 141 138 71
3/4
119 142 140 59
HT
118 143 142 56
3 hoàn toàn
1/4
135 141 120 99
1/2
124 142 136 71
3/4

g
P
vbevlơnv
ρρρ
−=
∆
µ
ρ
VD
f
==
64
Re
Tìm V, ta có Q = V
2
A
2
= V
1
A
1
.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 7
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
V
1
= V
2
vì van và cút có tiết diện giống nhau, A
1

µ
=
10
-3
Kg/sm độ nhớt của nước ở 20
0
C, D = 17mm = 17.10
-3
m đường kính lổ của màng và đường kính
cổ của venturi.
Tính Cm và Cv.
Từ công thức:
)1(
4
2
βγ
−
∆
=
P
CV

Ta có
( )
4
1
βγ
−
∆
=

ρ
.
∆
=∆
Thí nghiệm 2:
Q (l/s) được tra từ đồ thò biểu hiện sự phụ thuộc của Q đối với thủy dầu áp suất
g
P
m
ρ
∆
và
g
P
v
ρ
∆
g
P
m
ρ
∆
và
g
P
v
ρ
∆
được tính tương tự như thí nghiệm 1.
2

LV
gDH
f
f
=
Với
g
P
H
ong
f
ρ
∆
=
Lấy g = 10 m/s
2
.
L: chiều dài của mỗi ống = 1.5m .
µ
ρ
VD
f
==
64
Re
Thí nghiệm 3.
Các thông số tính tương tự thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2.
f tra từ đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa Re và f ở thí nghiệm 2 theo ống A.
Để tính chiều dài tương đương
:

tra theo bảng sau ứng với mỗi độ mở khác nhau của van 5.
Bảng kết quả tính cho mỗi thí nghiệm:
Thí mghiệm 1:
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 9
Độ mở
Mở hoàn
toàn
¾ ½ ¼
ξ
0.12 0.26 2.06 17
D (mm) 29 26.83 22.63 16.28
GVHD: Ks. Phaïm Ñình Ñaït
Thí nghiệm 2:
Cho ống A:
Cho ống B:
Q
(l/s)

V (m/s) f Re
0.50 0.05 0.02
1.31599726
3
0.00338
8
2895
2
0.49 0.16 0.04
1.28967731
7
0.00705

Pv
ρ
∆
GVHD: Ks. Phaïm Ñình Ñaït
0.50 0.02 0.03
1.31599726
3
0.00508
1
2895
2
0.49 0.16 0.02
1.28967731
7
0.00352
7
2837
3
0.49 0.25 0.06
1.28967731
7
0.01058
2
2837
3
0.46 0.02 0.06
1.21071748
2
0.01200
7

(l/s)
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
∆
( )
OmH
g
P
ong
2
ρ
∆
V (m/s) f Re
0.50 0.07 0.07 2.203953893 0.003266 37467
0.49 0.18 0.15 2.159874815 0.007288 36718
0.49 0.24 0.19 2.159874815 0.009232 36718
0.46 0.25 0.11 2.027637582 0.006065 34470

0.50 0.07 0.06 2.203953893 0.0028 37467
0.49 0.16 0.15 2.159874815 0.007288 36718
0.49 0.23 0.18 2.159874815 0.008746 36718
0.46 0.25 0.12 2.027637582 0.006616 34470

0.50 0.08 0.06 2.203953893 0.0028 37467
SVTH: Nguyeãn Troïng Anh: Trang: 11

0.00644
2 43406

0.50 0.05 0.12
3.49488436
3
0.00176
8 47181
0.49 0.07 0.26
3.42498667
6 0.00399 46237
0.49 0.12 0.32
3.42498667
6 0.00491 46237
0.46 0.09 0.34
3.21529361
4 0.00592 43406

0.50 0.04 0.14
3.49488436
3
0.00206
3 47181
0.49 0.09 0.27
3.42498667
6
0.00414
3 46237
0.49 0.10 0.34
3.42498667

g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
V (m/s)
Re f l
td
(mm)

0.50 0.04 0.01 0.0356 7774.16 4.90910158 0.50 0.04
0.49 0.21 0.02
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.21
0.49 0.36 0.05
0.0520
1 5320.88 4.71470116 0.49 0.36
0.46 0.43 0.07
0.0520
1 5320.88 4.15506358 0.46 0.43

0.50 0.05 0.01 0.0356 7774.16 4.90910158 0.50 0.05
0.49 0.19 0.02

van
2
ρ
V (m/s)
Re f l
td
(mm)
0.50 0.05 0.01 1.24374 0.07735 28145.9423 0.037 1259.941
0.49 0.24 0.03 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 13
g
V
2
2
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
0.49 0.38 0.06 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549
0.46 0.44 0.07 1.14425 0.06546 25894.267 0.052014 896.2549

0.50 0.08 0.01 1.24374 0.07735 28145.9423 0.037 1259.941
0.49 0.21 0.01 1.21887 0.07428
27583.023
5 0.052014 896.2549

V (m/s) Re f l
td
(mm)
0.50 0.04 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.0393 177.5013
0.49 0.24 0.11 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.05 0.19 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.22 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139

0.50 0.08 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.052014 134.1139
0.49 0.25 0.13 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.04 0.16 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.22 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139

0.50 0.06 0.01 0.88483 0.03915 23739.9432 0.0393 177.5013
0.49 0.24 0.11 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.49 0.04 0.16 0.86713 0.0376 23265.1443 0.052014 134.1139
0.46 0.41 0.18 0.81404 0.03313 21840.7477 0.052014 134.1139
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 14
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Độ mở van 5: Hoàn toàn (8 vòng)
Q
(l/s)
( )
OmH
g
P

0.46 0.27 0.87 0.69677 0.02427
20206.457
3 0.039 89.23077
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 15
g
V
2
2
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
III. Xử Lý Số Liệu (vẽ đồ thò)
Thí nghiệm 1: Lưu lượng Q đối với hiệu số thủy dầu áp suất
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
∆
và
( )
OmH
g
P
v
2
ρ
∆
Q (l/s)
( )

∆
qua
màng chắn ống
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 16
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Đồ thò biểu hiện sự phụ thuộc giữa lưu lượng Q và
( )
OmH
g
P
v
2
ρ
∆
qua venturi.
Hệ số lưu lượng kế C
m
và C
V
theo Re:
Biểu đồ thể
hiện hệ số
lưu lượng kế
C
m
theo Re
Thí nghiệm 2: Thừa số ma sát theo Re:
Cho ống A:
Biểu đồ thể
hiện sự phụ

14986.886 0.03597
21980.767 0.02256
25977.27 0.01845
26976.396 0.018
GVHD: Ks. Phạm Đình Đạt
Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc giữa hệ số ma sát f theo Re
Cho ống D:
Biểu đồ thể
hiện sự phụ
thuộc giữa hệ
số ma sát f
theo Re
Thí
nghiệm 3:
Lưu lượng Q theo áp suất ở các độ mở của van.
Độ mở van 5: ¼.

Biểu đồ thể
hiện sự phụ
thuộc giữu
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 19
Re f
18872.376 0.02057
18872.376 0.03009
18872.376 0.03316
18872.376 0.03439
Q
( )
OmH
g

thuộc giữu

lưu lượng Q
theo áp
suất ở dộ
mở van ¾
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 20
Q
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.2
0.125 0.093333
0.36
0.28 0.19
0.36
0.363333 0.266667
0.36
0.393333 0.26

max
theo độ mở/độ mở max)
Độ mở van ¼ /hoàn toàn.
SVTH: Nguyễn Trọng Anh: Trang: 21
Q
( )
OmH
g
P
m
2
ρ
( )
OmH
g
P
van
2
ρ
0.2
0.113333 0.036667
0.3533
0.275 0.076667
0.36
0.371667 0.1
0.36
0.431667 0.12
Độ mở Q/Qmax
1/4 0.955497
1/2 1.005236

v
=0,8
Hệ số C
m
,C
v
dao động do dòng chảy không ổn đònh vì :
• Thay đổi lưu lượng
• Thay đổi độ mở của van 15.
C biểu thò mức độ tổn thất năng lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế
C
v
> C
m
: Tổn thất năng lượng của lưu lượng khi dòng chảy qua lưu lượng kế venturi nhỏ
hơn tổn thất năng lượng của lưu lượng của lưu lượng kế màng
3. Giản đồ biểu diễn thừa số ma sát f theo Re :
Theo lý thuyết :
• Khu vực chảy tầng f=f
1
(Re)
• Khu vực chảy rối thành trơn f=f
2
(Re)
• Khu vực quá độ từ chảy rối thành trơn sang chảy rối thành nhám: f=f
3
(Re,
∆
/d)
• Khu vực chảy với thành nhám hoàn toàn f=f

• Do tổn thất năng lượng qua van nên áp suất ở đầu ra của van giảm. Điều này được ứng
dụng làm van tiết lưu thay đổi áp suất trong hệ thống dẫn khí .
6. Các nguyên nhân gây sai số :
• Sự rò ró của chất lỏng trên đường ống.
• Bơm hoạt động không đều (có thể do điện áp thay đổi)
• Đọc số trên thiềt bò đo không chính xác.
• Trong quá trình tính toán khi làm tròn số không chính xác.
• Tra các số liệu trên đồ thò không chính xác.
• Thao tác làm chưa đúng kỹ thuật.
• Mở van ở các lần khác nhau là khác nhau không chính xác.
• Độ mở van không chính xác như yêu cầu bài ra.
C. TRẢ LỜI CÂU HỎI LÝ THUYẾT.
câu 1: Mục đích bài thí nghiệm
khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệm trong một hệ thống ống dẫn có đường kính
khác nhau và có chứa lưu lượng kế màng chắn, venturi cùng các bộ phận nối ống như cút, van, chữ
T.
Câu 2: Các thông số cần đo và trình tự thí nghiệm.
Các thông số cần đo:
 Lưu lượng W (lít)
 Thời gian t (giây)
 P
m
(cmH
2
O), P
v
(cmH
2
O)
Trình tự thí nghiệm.

3
. Đóng van 6, so sánh mức chất lỏng trong các nhánh
áp kế của từng cặp xem có bằng nhau không. Nếu không bằng nhau ta tiếp tục mở đóng van 6 và
điều chỉnh các cặp van V
1
, V
8
, và các van V
9
, V
10
cho đến khi bằng mới thôi. Nếu bằng nhau chúng
ta tiến hành liền các bước sau.
 Dùng van 6 để đièu chỉnh liều lượng (tương tự như điều chỉnh van 7 trong thí nghiệm
1), ứng với mỗi độ mở của van 6 ta đọc độ giảm áp của màng và ống A ở độ dài l = 1.5m. lặp lại thí
nghiệm 3 lần
b) Cho ống B, C, D.
Thao tác tương tự đối với ống A, thay vì mở vaqn 4 thì lúc này ta mở van 3 hoặc van 2, van 1.
(lưu ý: khi mở một trong bốn van 1, 2, 3, 4 thì ba van còn lại sẽ phải dóng hoàn toàn).
Thí nghiệm 3: đònh chiều dài tương đương.
 Ta sử dụng van số 5. Đếm số vòng của van số 5, sau đó mở hoàn toàn van số 5.
 Mở van 4, 6 và cặp van V
2
. các van còn lại đóng.
 Đóng van 6, so sánh mức chất lỏng trong hai nhánh áp kế của từng cặp xem có bằng
nhau không. Nếu không bằng nhau thì ta phải điều chỉnh tương tự như các thí nghiệm trước cho đến
khi bằng nhau mới thôi. Nếu bằng nhau thì tiến hành liền các bước sau.
 Cũng sử dụng van 6 để điều chỉnh lưu lượng như các thí nghiệm trước, ứng với mỗi độ
mở của van 6 ta đọc độ giảm áp của màng và van.
 Xong thí nghiệm với độ mở hoàn toàn ta đóng van số 5về độ mở 3/4 , rồi tiếp tục đo

đột ngột những chổ nối với các loại cút, van, và giảm sự làm thay đổi hướng chảy của lưu chất (giảm
các chỗ thu hẹp, chỗ mỡ rộng, uốn cong của ống dẫn, các khóa, van …). Chọn chế độ chảy thích hợp
trong ống dẫn chọn Re.
Công thức tính trỡ lực cục bộ trong trường hợp có cút, van, có sự thay đổi dòng chảy… như
sau:
td
td
cb
gD
Vl
fP
2
2
=∆
Re
64
=
λ

d
l
Re
64
=
ξ
nh hưởng của độ nhám của thành ống cũng làm tăng trở lực của đường ống do đó cần làm
giảm độ nhám của thành ống, cần chọn các loại ống có độ nhẵn để vận chuyển lưu chất.
Câu 4: Nêu các đặc điểm của áp suất thủy tónh:(I)
p suất thủy tónh tác dụng thẳng góc với diện tích chòu lực và hướng vào diện tích ấy.
Trò số áp suất thủy tónh tại một điểm bất kỳ không phụ thuộc vào hướng đặt của diện tích