Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
I. TRÍCH YẾU:
1. Mục đích:
Khảo sát sự chảy của nước ở phòng thí nghiệmtrong 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 nhằm xác định:
− Hệ số lưu lượng kế C
m
và C
v
theo chế độ chảy (Re).
− Hệ số ma sát f theo chế độ chảy (Re) cho ống 1” và ½”.
− Đặc tuyến van, chiều dài tương đương ( L
tđ
) và phạm vi ứng dụng cua van.
2. Tiến hành thí nghiệm: Thiết lập dòng chảy lưu chất qua thiết bị cần đo bằng
các van điều khiển, đọc độ giảm áp suất thủy tĩnh trên áp kế ứng với các lưu
lượng khác nhau:
− TN1: Cho dòng lưu chất qua thiết bị có gắn lưu lượng kế màng chắn và
Venturi Đọc tổn thất cột áp ứng với từng lưu lượng dòng chảy và từng lưu lượng
kế.
− TN2: Cho dòng lưu chất qua màng chắn và lần lượt qua các ống 1” và ½”.
Chỉnh van để thay đổi lưu lượng dòng chảy, đọc tổn thất cột áp của màng chắn và
ống.
Thí nghiệm tương tự với chiều dài ống l=0.9m và l=1.5m.
− TN3: Cho dòng lưu chất qua màng chắn và van. Đọc tổn thất cột áp qua
màng chắn và van ứng với nhiều độ mở của van.
3. Kết quả:
− Để xác định C
m

4
2
0
8
2
2 5
.
.
. .
.
.
.
. .
. .π π
Nếu biết được ∆P
m
dựa vào đồ thị ∆P-Q của phần thí nghiệm 1 xác định được Q > chỉ
cần đo độ chênh lệch cột áp ∆P
0
và ∆P
m
sẽ tính được hệ số ma sát f.
− Để xác định L
e
:
∆p
v
p
f
f

CHẤT
II. LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM:
1. L ưu lượng kế màng chắn và Venturi:
− Nguyên tắc: Đo lưu lượng dòng chảy dựa vào sự chênh lệch áp suất do có
sự giảm tiết diện đột ngột.
− Cấu tạo:
v
v
2
2
1
1
Ống Venturi
1
1
2
2
v
v
Màng chắn
− Công thức: Vận tốc trung bình:
)1(
2.
4
β
−
∆
=
gP
CV

v
g
P
Z
g
v
g
P
Z +++=++
2
2
222
2
2
2
111
1
α
ρ
α
ρ
Với: Z
1
= Z
2
= 0
v
1
= v
2

=
2
2
Với:
L: Chiều dài ống (m)
D: Đường kính ống (m)
f: Hệ số ma sát (vô thứ nguyên), phụ thuộc vào chế độ dòng chảy:
 Nếu ở chế độ chảy tầng (Re < 2320) thì
f =
64
Re
 Nếu ở chế độ chảy rối (Re > 2320) thì
f F
D
= (Re, )
ε
, ở chế độ này f có
thể được tra từ đồ thị Moody hay từ các công thức thực nghiệm (Hệ số ma
sát phu thuộc vào Re và độ nhám tương đối
ε
D
)
b. Tổn thất cục bộ: Tổn thất năng lượng do trở lực cục bộ: sự thay đổi tiết diện
chảy, hướng chảy bị cản trở bởi van, ống nối, chỗ đột ngột mở hay đột ngột
thu
− Đối với van hay khúc nối, tổn thất được biểu diễn:
H
f
f
L v

2 1 5.16 5.34 6.15
3 2 7.63 7.88 6.91
4 3 9.04 8.88 8.59
5 4 8.84 9.88 10.18
6 5 8.84 8.86 10.19
7 6 9.85 8.64 13.12
8 7 12.31 12.34 14.33
9 8 14.15 14.86 14.34
STT
ΔPv1/ρg
(cmH2O)
ΔPv2/ρg
(cmH2O)
ΔPv3/ρg
(cmH2O)
ΔPm1/ρg
(cmH2O)
ΔPm2/ρg
(cmH2O)
ΔPm3/ρg
(cmH2O)
1
6 4.5 5.0 6 5 8
2
6.5 7 7.5 20 10 15
3
12 11.5 10.5 36 14 22
4
17.5 15 16.7 45 21 39
5

8 40 45 4.2 4.5
9 47 46 4.7 5.1
10 54 55 5.2 5.8
11 59 57 6 6.3
12 65 64 7 6.9
13 67.5 68 8.1 8.3
STT
Ống 1" : l=1.5m
ΔPm1/ρg
(cmH2O)
ΔPm2/ρg
(cmH2O)
ΔPong1/ρg
(cmH2O)
ΔPong2/ρg
(cmH2O)
1
3.5 4 0.6 0.8
2
8.9 10.5 2.0 2.2
3
19 14.5 3.5 3.4
4
26 25 5.5 5.2
5
36 28.5 7.0 7.2
6
44 38.5 8.8 9.1
7
50.5 52 10.0 10.8

6 21.8 29 40.2 43.6
7 26.6 30 50 52.7
8 29.5 31.5 56.3 58.4
9 32 33 66 64.4
10 35 34 70.1 69.2
11 36 36.2 71.5 70.8
12 37.5 37 74.2 75.1
13 42 43 78.9 77.3
STT
Ống 1/2" : l=1.5m
ΔPm1/ρg
(cmH2O)
ΔPm2/ρg
(cmH2O)
ΔPong1/ρg
(cmH2O)
ΔPong2/ρg
(cmH2O)
1
1 1 11.2 12
2
5 7.5 17.3 16.9
3
7 10 26 24.5
4
8 12 37.8 36
5
14 13 46 45.1
6
14.5 15 59.7 60.7

3 5.1 6.3 0 0
4 10 9.8 0.1 0.1
5 19.5 18 0.2 0.1
6 20.5 22.5 0.4 0.3
7 27.3 26.4 0.5 0.5
8 39 38.5 0.6 0.6
9 42 43.1 0.6 0.7
10 46.3 47.9 0.7 0.7
11 50.5 52.3 0.7 0.8
12 56 57 0.8 0.8
13 60 58 0.8 0.9
STT
Độ mở van 3/4
ΔPm1/ρg
(cmH2O)
ΔPm2/ρg
(cmH2O)
ΔPv1/ρg
(cmH2O)
ΔPv2/ρg
(cmH2O)
1
0.8 0.7 0 0
2
5.5 6 0 0.1
3
9.8 9.5 0.4 0.3
4
13.9 15.5 0.6 0.5
5

2.5 3 0.3 0.4
2
5.5 8 0.9 1.1
3
9.5 12.5 2 2
4
14.2 17.5 2.5 2.8
5
20.6 29 3.5 4
6
27.1 30 6.2 6
7
36.1 40 7 6.7
8
45.5 44 7.8 7.5
9
52.2 57 8.9 8.7
10
56.3 57.5 10 9.8
11
59.7 59 10.5 10.5
12
62.5 60 10.5 10.8
13
64.7 70 11 11.2
STT
Độ mở van 1/4
ΔPm1/ρg
(cmH2O)
ΔPm2/ρg

44.5 45.9 115.5 120.6
♦ Tính toán:
- 8 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
1. Thí nghiệm 1:
STT W(l) t ( s) Q(lít/s)
ΔPm/ρg
(cmH2O)
ΔPv/ρg
(cmH2O) Re Cm Cv
1 1 5.65 0.18 6.33 5.17 10790.90 0.2774 0.3071
2 1 5.55 0.18 15.00 7.00 10985.33 0.1835 0.2686
3 2 7.47 0.27 24.00 11.33 16316.30 0.2154 0.3135
4 3 8.84 0.34 35.00 16.40 20698.50 0.2263 0.3306
5 4 9.63 0.42 43.00 20.00 25315.68 0.2497 0.3662
6 5 9.30 0.54 51.00 21.67 32790.56 0.2970 0.4557
7 6 10.54 0.57 66.00 24.60 34717.95 0.2764 0.4528
8 7 12.99 0.54 72.00 25.90 32846.08 0.2504 0.4175
9 8 14.45 0.55 77.33 27.93 33754.23 0.2483 0.4131
Đồ thị:
Lưu lượng Q đối với hiệu số thuỷ dầu áp suất:
Hệ số C
m
và C
V
theo Re:
- 9 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT

2 2.1 9.7 0.175 32.96 0.0657 10669.50
3 3.45 16.75 0.271 51.04 0.0450 16522.49
4 5.35 25.5 0.342 64.42 0.0438 20851.26
5 7.1 32.25 0.385 72.51 0.0459 23472.91
6 8.95 41.25 0.42 79.11 0.0486 25606.81
7 10.4 51.25 0.465 87.58 0.0461 28350.39
8 12.2 56.25 0.49 92.29 0.0487 29874.61
9 12.85 60.5 0.507 95.49 0.0479 30911.07
10 13.15 63.5 0.512 96.43 0.0481 31215.92
11 13.6 67 0.52 97.94 0.0482 31703.66
12 14.25 69.3 0.541 101.90 0.0467 32984.00
13 15.65 80.25 0.55 103.59 0.0496 33532.72
Ống 1/2" ( l=0.9)
STT
Δpong/ρg
(cmH2O)
ΔPm/ρg
(cmH2O) Q(lít/s) V(cm/s) f Re
1 9.35 1 0.04 26.36 0.4078 4561.68
2 13.05 6.5 0.1 65.90 0.0911 11404.20
3 20.6 10.5 0.2 131.80 0.0359 22808.39
4 26.15 13.5 0.24 158.16 0.0317 27370.07
5 36.1 19 0.29 191.11 0.0300 33072.17
6 41.9 25.4 0.34 224.06 0.0253 38774.27
7 51.35 28.3 0.36 237.24 0.0276 41055.11
8 57.35 30.5 0.38 250.42 0.0277 43335.94
9 65.2 32.5 0.39 257.01 0.0299 44476.36
10 69.65 34.5 0.4 263.60 0.0304 45616.78
11 71.15 36.1 0.41 270.19 0.0295 46757.20
12 74.65 37.25 0.418 275.46 0.0298 47669.54

CHẤT
Ống 1”
3. Thí nghiệm 3:
Mở hoàn toàn
- 14 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
STT
ΔPvan/ρg
(cmH2O)
ΔPm/ρg
(cmH2O)
Q
(lít/s)
V (cm/s) V
2
/2g f Re l
e
1 0.15 4 0.068 12.81 0.0008 0.0200 4145.86 2.3279
2 0.25 8.75 0.206 38.80 0.0077 0.0250 12559.53 0.3389
3 0.25 15.75 0.309 58.20 0.0173 0.0271 18839.29 0.1389
4 0.25 23.75 0.381 71.76 0.0262 0.0283 23229.03 0.0876
5 0.4 31 0.428 80.61 0.0331 0.0289 26094.55 0.1085
6 0.5 39 0.468 88.15 0.0396 0.0294 28533.30 0.1115
7 0.55 45 0.493 92.86 0.0439 0.0298 30057.51 0.1094
8 0.65 51.75 0.518 97.56 0.0485 0.0301 31581.73 0.1159
9 0.8 56.5 0.533 100.39 0.0514 0.0302 32496.26 0.1340
10 0.8 59.5 0.542 102.09 0.0531 0.0303 33044.97 0.1291
11 0.8 61.25 0.547 103.03 0.0541 0.0304 33349.82 0.1266
12 0.85 62.5 0.551 103.78 0.0549 0.0304 33593.69 0.1323

27131.0
2
0.2117
6 0.95 44 0.489 92.10 0.0432 0.0297
29813.6
4
0.1923
7 1.15 49.75 0.511 96.25 0.0472 0.0300
31154.9
5
0.2113
8 1.2 56 0.532 100.20 0.0512 0.0302 32435.29 0.2018
9 1.3 58.75 0.54 101.71 0.0527 0.0303 32923.04 0.2116
10 1.4 61 0.547 103.03 0.0541 0.0304
33349.8
2
0.2215
11 1.5 62.25 0.55 103.59 0.0547 0.0304 33532.72 0.2344
12 1.55 63 0.552 103.97 0.0551 0.0304 33654.6 0.2403
- 15 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
6
13 1.6 63.5 0.554 104.35 0.0555 0.0305
33776.6
0
0.2461
Mở 1/2
STT
ΔPvan/ρg

0.048
3 0.0300
31520.7
6 1.5849
8 9.55 55.5 0.53 99.82 0.0508 0.0302
32313.3
5 1.6194
9 10 57.75 0.537 101.14 0.0521 0.0303
32740.1
3 1.6474
10 10.55 60 0.544 102.46 0.0535 0.0303
33166.9
1 1.6892
11 10.6 60.75 0.545 102.65 0.0537 0.0304 33227.88 1.6904
12 10.7 61.5 0.548 103.22 0.0543 0.0304
33410.7
9 1.6858
13 10.75 62 0.55 103.59 0.0547 0.0304 33532.72 1.6802
Mở 1/4
STT
ΔPvan/ρg
(cmH2O)
ΔPm/ρg
(cmH2O)
Q
(lít/s)
V (cm/s) V
2
/2g f Re l
e

0.0294 28350.39 28.5354
10 128.7 38.5 0.466 87.77
0.039
3
0.0294
28411.3
6
28.9635
11 129.75 39.5 0.47 88.52
0.039
9
0.0295 28655.24 28.6560
12 130.3 39.75 0.471 88.71
0.040
1
0.0295 28716.20 28.6433
13 131.05 39.5 0.47 88.52
0.039
9
0.0295 28655.24 28.9431
Đồ thị:
Lưu lượng Q theo độ mở của van ở một vài áp suất:
- 17 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
Đặc tuyến van:
- Chọn
gP
van
ρ

β
−
∆
=
gP
CV
(*)
Theo lý thuyết vì đường kính ống và đường kính lỗ của màng bằng đường kính ống và
đường kính cổ Venturi nên V
2
và
β
bằng nhau. Do đó C tỷ lệ nghịch với
P∆
.
Cấu tạo của Venturi và màng chắn khác nhau. Màng chắn thay đổi kích thước đột ngột
hơn nên tổn thất áp suất lớn hơn so với Venturi > C
m
< C
v
.
Kết quả thí nghiệm cho thấy kết luận trên đúng.
 Sự phụ thuộc của C
m
và C
v
theo Re:
Theo phương trình (*) hệ số lưu lượng tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy và tỷ lệ nghịch
với
P∆

- 19 -
Bài thí nghiệm MẠCH LƯU
CHẤT
− 3000<Re<30000: Hệ số ma sát giảm khi Re tăng. Theo lý thuyết, do
D
ε
không đổi nên đường biểu diễn f theo Re không phụ thuộc chiều dài
ống. Nhưng thực nghiệm cho thấy chiều dài ống cũng ảnh hưởng đến f.
Nguyên nhân có thể là do độ nhám của thành ống không đồng đều trong
suốt chiều dài ống, do đóng cặn
Trong vùng này, f có thể đựơc tính theo công thức Re =
4/1
Re
316.0
, nhưng sai số khá lớn so
với thực nghiệm (Bởi vì điều kiện tiến hành thí nghiệm không hoàn toàn giống nhau, ống
trong phòng thí nghiệm có thể bị đóng cặn, rỉ sét, do quá trình xác định tổn thất cột áp
không chính xác )
− Re>30000: Hệ số ma sát hầu như không đổi khi Re tăng.
c. Thí nghiệm 3: Đặc tuyến van, xác định chiều dài tương đương (L
e
) và
phạm vi ứng dụng của van.
 Giản đồ Q theo độ mở của van ở một vài áp suất:
Theo đồ thị ta thấy, ứng với một giá trị tổn thất cột áp nhất định, lưu lượng tăng theo độ
mở của van.
 Chiều dài tương đương của van:
Độ mở của van cũng ảnh hưởng đến chiều dài tương đương của van. Độ mở càng lớn khả
năng cản trở dòng chảy càng nhỏ, chiều dài tương đương càng bé. Chiều dài tương đương
nhỏ nhất khi van mở hoàn toàn.

C :
µ
= 0.8 Cp = 0.8.10
-3
Pa.s

ρ
= 996kg/m
3
= 996g/lít.
Ống 1” D = 0.026m
Ống ½” D = 0.0139m
2. Xác định lưu lượng Q:
t
W
Q =
(l/s)
3. Xác định hệ số lưu lượng C
m
và C
v
:
)1(
2.
4
β
−
∆
=
gP

P∆
: mH
2
O
d = 0.0159m
Q : m
3
/s
4. Xác định Re:
µπ
ρ
µ
ρ
π
µ
ρ
d
Qd
d
Qvd 44
Re
2
===
5. Xác định hệ số ma sát f:
g
V
D
L
f
g

f
2
2
=
∆
=
ρ
2
.
.2.
Vf
Dg
g
P
L
td
ρ
∆
=⇒
VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Bộ môn máy - thiết bị, “Thí nghiệm quá trình - thiết bị”, 9/2003.
2. Bộ môn cơ lưu chất, giáo trình “Cơ lưu chất”, tập thể giản viên bộ môn cơ lưu
chất.
3. Trần Hùng Dũng - Nguyễn Văn Lục – Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam, “Các
quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất-thực phẩm”, tập 1, “Các quá trình cơ
học”, quyển 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TPHCM.
- 21 -