Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 79
CHѬѪNG V
T
T
Ә
Ә
N
N
T
T
H
H
Ҩ
Ҩ
T
T
C
C
Ӝ
Ӝ
T
T
N
N
Ѭ
Ѭ
Ӟ
Ӟ
C
C

E
E
R
R
G
G
Y
Y
L
L
O
O
S
S
S
S
E
E
S
S
I. Nhӳng dҥng tәn thҩt cӝt nѭӟc
II. Phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng chҩt lӓng chҧy ÿӅu
III. Hai trҥng thái chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng
1. Thí nghiӋm Reynolds và hai trҥng thái cӫa dòng chҧy
2. Tiêu chuҭn phân biӋt hai trҥng thái chҧy
3. Ҧnh hѭӣng cӫa trҥng thái chҧy ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc
IV. Trҥng thái chҧy tҫng trong ӕng
1. Ӭng suҩt ma sát
W
2. Sӵ phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy tҫng

O
3. Nhӳng công thӭc kinh nghiӋm xác ÿӏnh hӋ sӕ Chezy C
VIII. Tә
n thҩt cӝt nѭӟc cөc bӝ - nhӳng ÿһc ÿiӇm chung
IX. Mӝt sӕ dҥng tәn thҩt cөc bӝ trong ӕng
TÀI LIӊU THAM KHҦO
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 80
CHѬѪNG V
T
T
Ә
Ә
N
N
T
T
H
H
Ҩ
Ҩ
T
T
C
C
Ӝ
Ӝ
T
T
N

Ҧ
Y
Y
E
E
N
N
E
E
R
R
G
G
Y
Y
L
L
O
O
S
S
S
S
E
E
S
S
*
*
*

= 6h
d
+ 6h
c
Trong ÿó: 6h
d
: Tәng cӝng các tәn thҩt dӑc ÿѭӡng cӫa dòng chҧy.
6h
c
: Tәng các tәn thҩt cөc bӝ cӫa dòng chҧy.
II. Phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng chҩt lӓng chҧy ÿӅu
l
4
, d
4
l
1
, d
1
1
1
A
l
3
, d
3
l
2
, d
2

1
D
h
d
g
v
2
2
2
2
D
P
2
/
J
Z
2
T
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 81
Lҩy mӝt ÿoҥn ӕng dài L và d=const
Tҥi mһt cҳt 1-1 có: z
1
, p
1
, w
1
=w
2
=w, v

(a) Ĉӝng áp lӵc: Ap lӵc tác dөng thҷng góc vào mһt cҳt ѭӟt, nhӳng lӵc này song song vӟi
phѭѫng cӫa trөc dòng chҧy và hѭӟng vào mһt cҳt ѭӟt ÿang xét.
P
1
= p
1
.w
P
2
= p
2
.w
Các áp lӵc thӫy ÿӝng tác dөng lên mһt bên cӫa ÿoҥn dòng ÿӅu thҷng góc vӟi trөc dòng.
Do ÿó hình chiӃu lên trөc dòng chҧy bҵng 0.
(b) Ӣ mһt bên có lӵc ma sát ngѭӧc chiӅu chҧy: W
0
.FL
Lӵc ma sát ÿһt ngѭӧc chiӅu dòng chҧy, bҵng tích sӕ cӫa ӭng suҩt tiӃp tuyӃn
W
0
vӟi
diӋn tích tiӃp xúc
Fl
Vì là dòng chҧy ÿӅu, tӭc chuyӇn ÿӝng không có gia tӕc, nên tәng sӕ hình chiӃu các
lӵc trên phѭѫng trөc dòng bҵng không:
p
1
.w - p
2
.w - W


J

J

(5.3)
Mһt khác, ta viӃt phѭѫng trình Becnoulli cho hai mһt cҳt 1-1 và 2-2 vӟi mһt chuҭn 0-0
nhѭ hình vӁ:

d
h
g
vp
z
g
v.p
z 
D

J

D

J

22
2
222
2
2

0

J
W
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 82
Trong dòng chҧy ÿӅu, tәn thҩt cӝt nѭӟc chӍ là tәn thҩt dӑc ÿѭӡng và tӹ sӕ
L
h
d
là ÿӝ dӕc
thӫy lӵc J nên:
J.R
O

J
W
(5.5)
Trong ÿó:
O
W : Lӵc ma sát thành ӕng
R : Bán kính thӫy lӵc
Ĉây là phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng ÿӅu ÿúng cho cҧ dòng chҧy có áp lүn không áp.
Nhұn xét: Theo cách lұp luұn trên, ÿӕi vӟi dòng chҧy ÿӅu có áp, phѭѫng trình còn ÿúng
cho phҫn cӫa dòng chҧy ÿӅu có bán kính r < r
0
. Ӣ phҫn này, ta gӑi
W
là ӭng suҩt tiӃp, bán
kính thӫy lӵc ÿѭӧc tính:

(5.6)
Ta chia hai ÿҷng thӭc trên vӃÿӕi vӃ ta có

oo
r
r

W
W
=>
o
o
r
r
W W (5.7)
Vұy: Ѭng suҩt tiӃp biӃn thiên theo quy luұt bұc nhҩt trên mһt cҳt ӕng
Tҥi tâm ӕng : r = 0 ӭng suҩt tiӃp bҵng không.
Tҥi thành ӕng: r = r
0
ӭng suҩt tiӃp ÿҥt giá trӏ cӵc ÿҥi
o
W
III. Hai trҥng thái chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng.
1. Thí nghiӋm Reynolds và hai trҥng thái cӫa dòng chҧy
Qua thí nghiӋm Reynolds cho ta thҩy hai trҥng thái chҧy khác nhau. Trình tӵ thí nghiӋm
nhѭ sau:
¾ Mô tҧ thí nghiӋm: xem hình vӁ
r
o
r

phân giӟi.
- Lѭ
u tӕc ӭng vӟi dòng chҧy chuyӇn tӯ trҥng thái tҫng sang trҥng thái rӕi gӑi là lѭu
tӕc phân giӟi trên. Ký hiӋu là v
k
trên.
- Lѭu tӕc ӭng vӟi dòng chҧy chuyӇn tӯ trҥng thái rӕi sang trҥng thái tҫng gӑi là lѭu
tӕc phân giӟi dѭӟi. Ký hiӋu là v
k
dѭӟi. Qua thӵc nghiӋm thҩy: v
k
trên > v
k
dѭӟi.
- Thí nghiӋm chӭng tӓ: lѭu tӕc phân giӟi không nhӳng phө thuӝc vào loҥi chҩt lӓng
mà còn phө thuӝc vào ÿѭӡng kính ӕng làm thí nghiӋm.
2. Tiêu chuҭn phân biӋt hai trҥng thái chҧy
B
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 84
- Qua thí nghiӋm thҩy lѭu tӕc phân giӟi v
k
không nhӳng phө thuӝc loҥi chҩt lӓng
mà còn phө thuӝc vào ÿѭӡng kính ӕng, do ÿó ÿѭa ra ÿҥi lѭӧng không thӭ nguyên ÿӇ phân
biӋt trҥng thái chҧy gӑi là sӕ
Reynolds (Re).
Re =
v.d
Q
(5.8)

Re > 2320 => Trҥng thái chҧy rӕi.
+ Ĉӕi vӟi kênh dүn dùng bán kính thuӹ lӵc R ÿӇ tính Re, ký hiӋu là Re
R
:
Re
R
=
v.R
Q
Khi : Re
R
< 580 => Trҥng thái chҧy tҫng.
Re
R
> 580 => Trҥng thái chҧy rӕi.
3. Ҧnh hѭӣng cӫa trҥng thái chҧy ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc
-Trҥng thái chҧy rҩt quan trӑng ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc. Khi tӕc ÿӝ
chҧy càng tăng, sӵ xáo trӝn cӫa các phҫn tӱ chҩt lӓng càng mҥnh. Do ÿó chuyӇn
ÿӝng cӫa chҩt lӓng càng gһp nhiӅu trӣ lӵc hѫn. Vì vұy, trong dòng chҧy rӕi, tәn
thҩt năng lѭӧng lӟn hѫn trong dòng chҧy tҫng và càng tăng khi tӕc ÿӝ càng lӟn.
- Ta nghiên c
ӭu quan hӋ giӳa tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng h
d
và tӕc ÿӝ trung bình
v ӭng vӟi mӝt loҥi chҩt lӓng nhҩt ÿӏnh, khi chҧy qua mӝt ӕng tròn.
Sѫÿӗ thí nghiӋm:
- Trên ӕng tròn dùng ÿӇ thí nghiӋm, lҩy mӝt ÿoҥn dài l ÿһt giӳa hai mһt cҳt 1-1 và 2-2,
ӣÿó có gҳn ӕng ÿo áp.
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 85

2
= const, D = const.
- Mһt chuҭn qua trөc ӕng z = 0 nên
J


21
p
p
h
d
Chҧy tҫng:
duoi
K
vv 
o h
d
= k
1
.v
(Dҥng ÿѭӡng thҷng OB.)
Chҧy quá ÿӝ:
trãn
K
duoi
K
vvv  :
+ ChiӅu tăng v: h
d
= k

nó ÿѭӧc xác ÿӏnh theo ÿӏnh luұt ma sát nhӟt cӫa Newton:
d
r
d
u
.
P
 W
(5.9)
Vӟi
P hӋ sӕÿӝng lӵc nhӟt
u Lѭu tӕc cӫa lӟp chҩt lӓng
r Khoҧng cách tӯ tâm ӕng ÿӃn lӟp chҩt lӓng ÿang xét
2. Sӵ phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy tҫng.
2
2
1
1
h
d
J
2
p
O
O
J
1
p
g
v

d
u
.
P
 W
(5.9)
Mһt khác ta ÿã biӃt trong dòng chҧy ÿӅu:
R
.J.
J
W
Bán kính thӫy lӵc:
2
r
R
F
Z
, nên:
2
r
.J.
J
W
(5.10)
So sánh (5.9 ) vӟi (5.10) có:
d
r
d
u
.

J.

P
J

2
0
4
Do ÿó : c =
2
0
4
r.
J.
P
J
. Thay vào (5.11) ta ÿѭӧc: u = )rr(
J.
2
2
0
4

P
J
(5.12)
Theo (5.12) ta thҩy rҵng sӵ phân bӕ lѭu tӕc trên mһt cҳt dòng chҧy tҫng tuân theo quy
luұt Parabol.
Tҥi thành ӕng: u = 0
Tҥi tâm ӕng: u

(
(5.14)
3. Tӕc ÿӝ trung bình trong dòng chҧy tҫng
Xác ÿӏnh quan hӋ giӳa lѭu tӕc trung bình v và lѭu tӕc cӵc ÿҥi u
max
. Trên mһt cҳt
ѭӟt cӫa dòng chҧy tҫng trong ӕng tròn, ta lҩy mӝt diӋn tích vô cùng nhӓ hình vành khăn
d, khoҧng cách tӟi tâm ӕng là r, tҥi ÿó dòng chҧy có lѭu tӕc là u. Lѭu lѭӧng: dQ = u.dZ
Ta thҩy: d = 2
S r.dr
Do ÿó: dQ = 2 S ur.dr
Lѭu lѭӧng ÿi qua toàn mһt cҳt:
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 87
Thay u bҵng biӇu thӭc (5.12), ta ÿѭӧc:
(5-15)
Hay: Q = MJd
4
(5-16)
Trong ÿó: HӋ sӕ M =
P
S
J
128
, chӍ phө thuӝc vào loҥi chҩt lӓng.
Công thӭc (5.16) biӇu thӏÿӏnh luұt Poize: Lѭu lѭӧng cӫa dòng chҧy tҫng qua ӕng tròn tӍ
lӋ vӟi ÿӝ dӕc thӫy lӵc và tӍ lӋ bұc 4 vӟi ÿѭӡng kính (hoһc bán kính).
Ĉѭa u
max
tính theo (5.13) vào công thӭc (5.15) ta viӃt ÿѭӧc:

2
32
(5.19)
Trong ÿó : A =
2
32
d.
l
J
P
không phө thuӝc v.
Công thӭc (5.19) nói rҵng: Trong dòng chҧy tҫng, tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng tӍ lӋ bұc
nhҩt vӟi lѭu tӕc trung bình dòng chҧy, phù hӧp vӟi kӃt quҧ thí nghiӋm.
ĈӇ biӇu thӏ theo
g2
v
2
, nhân và chia biӇu thӭc (5.19) cho
2
v
và ÿӗng thӡi thay
g.U
J
,
vӟi Re =
X
d.v
ta ÿѭӧc :
h
d

X
)
h
d
=
g2
v
.
d
l
.
2
O (5.20)
vӟi
Re
64
O
O
gӑi là hӋ sӕ ma sát dӑc ÿѭӡng. Ĉó là mӝt sӕ không thӭ nguyên, chӍ phө thuӝc sӕ
Reynolds, mà không phө thuӝc thành rҳn.
Công thӭc (5.20) ÿѭӧc gӑi là công thӭc Darcy.
5. HӋ sӕ
D
trong ӕng chҧy tҫng
HӋ sӕ D ÿѭӧc tính theo công thӭc:
D
=
VtheotinhnangĈong
uthucnangĈông
w

Ta có ÿѭӧc: D = 2
Còn ÿӕi vӟi chҧy rӕi, thí nghiӋm cho thҩy:
D = 1,05
y
1,10
Nhѭ vұy: Trong dòng chҧy tҫng sӵ phân bӕ lѭu tӕc trên mһt cҳt rҩt không ÿӅu so vӟi sӵ
phân bӕ trong dòng chҧy rӕi.
6. Tính chҩt chuyӇn ÿӝng xoáy cӫa dòng chҧy tҫng
Thѭӡng nghƭ rҵng trong dòng chҧy tҫng không có chuyӇn ÿӝng xoáy, nhѭng xuҩt
phát tӯÿӏnh nghƭa chuyӇn ÿӝng xoáy; ngѭӡi ta chӭng minh ÿѭӧc dòng chҧy tҫng có
chuyӇn ÿӝng xoáy vӟi ÿѭӡng xoáy là nhӳng ÿѭӡng tròn ÿӗng tâm trөc ӕng.
V. Trҥng thái chҧy rӕi trong ӕng
1. Ӭng suҩt tiӃp trong dòng chҧy rӕi
- Tҥi sát vӓӕng có tӕc ÿӝ nhӓ, khi
kd
vv  duy trì mӝt lӟp mӓng chҧy tҫng, khi vұn
tӕc trong ӕng tăng, lõi rӕi tҥi trөc ӕng tăng; mӭc ÿӝ rӕi phө thuӝc vào tӕc ÿô dong chҧy.
Do ÿó mӝt sӕ tác giҧ cho rҵng:
- Ѭng suҩt tiӃp tәng quát sӁ là:
W = W
Tҫng
+ W
rӕi
(gӗm ma sát nhӟt và ma sát rӕi)
dy
du.
táöng
P
W
- Ĉa sӕ sӵ xáo lӝn các phҫn tӱ trong dòng chҧy rӕi tҥo nên tác dөng lôi ÿi hãm lҥi

L
ӟ
p m
ӓ
ng c
hҧ
y t
ҫ
ng
sát thành
Gt
L
õ
i
r
ӕ
i
Ӣ trҥng thái rӕi mҥnh W
rӕi
>> W
tҫng
và W|W
rӕi
2. Lѭu tӕc thӵc - lѭu tӕc trung bình thӡi gian - Lѭu tӕc mҥch ÿӝng - Ĉӝng năng cӫa
dòng chҧy rӕi.
- Khi dòng chҧy chuyӇn sang trҥng thái chҧy rӕi, môi trѭӡng chҩt lӓng coi nhѭÿҫy
nhӳng phҫn tӱ chҩt lӓng chuyӇn ÿӝng hӛn loҥn, nhѭng nói chung có xu thӃÿi xuôi dòng.
Lѭu tӕc ÿiӇm phө thuӝc thӡi gian và thay ÿәi cҧ vӅ trӏ sӕ lүn phѭѫng hѭӟng.
-Gӑi u
1

ÿӝng:
u
x
’
= u
x
-
x
u (5.23)
3. Lӟp mӓng chҧy tҫng - Thành nhám và thành trѫn thӫy lӵc
- Trong thӵc tӃ hҫu hӃt dòng chҧy trong
các ӕng ÿӅu là chҧy rӕi.
- Lѭu tӕc trên mһt cҳt ѭӟt phân bӕÿӅu
hѫn so vӟi trѭӡng hӧp chҧy tҫng.
- Dòng chҧy rӕi: Các phҫn tӱ chuyӇn
ÿӝng hӛn loҥn. Lôi kéo và kìm hãm nhau.
Tҥi thӡi ÿiӇm t
u
1
(t
)
u
2
(t)
u
(t)
M
Sau khoҧng thӡi gian t+2
'
t'

tҫng không bao phӫ hӃt các mӕ nhám, dòng chҧy rӕi tác dөng lên các mӕ nhám, ta có
chҧy rӕi thành nhám thӫy lӵc. Rõ ràng dòng chҧy thành nhám thӫy lӵc, có sӭc cҧn lӟn
hѫn ӣ thành trѫn thӫy lӵc.
9
Ví dө: Nѭӟc, dҫu, không khí cùng ӣ nhiӋt ÿӝ t=20
0
C, chuyӇn qua ba ӕng riêng biӋt có
cùng ÿѭӡng kính d=150 mm, ÿӝ nhám
'=0,1mm, vӟi G = 73,75 KN/h. Xác ÿӏnh trҥng
thái chuyӇn ÿӝng cӫa nѭӟc, dҫu, không khí.
BiӃt ӭng vӟi t=20
0
C.
t=20
0
C
J (N/m
3
) Q (cm
2
/s)
Nѭӟc 9800 0,0101
Dҫu 8440 0,2
Không khí 11,77 0,157
¾
Ӕng dүn dҫu:
- Vұn tӕc: sm,
,,
.,
d.

S

- HӋ sӕ Reynolds:
23201030
20
15713
1
1
1

u

Q

,
,
d.v
Re
Do ÿó chuyӇn ÿӝng cӫa dҫu là chuyӇn ÿӝng tҫng.
¾
Ӕng dүn nѭӟc:
'
G
t
Chҧy rӕi
Chҧy tҫng
'
G
t
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi

©
§

S
J
S
- HӋ sӕ Reynolds:
232017000
01010
15411
2
2
2
!
u

Q

,
,
d.v
Re
Do ÿó chuyӇn ÿӝng cӫa nѭӟc là chuyӇn ÿӝng rӕi.
- ChiӅu dày cӫa lӟp mӓng chҧy tҫng sát thành:
mm,
,
Re
d,
t
,,

2
3
2
3

uuu
u

¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§

S
J
S
- HӋ sӕ Reynolds:
2320940000
15710
159830
3
3
3
!
u


n
22
)
dy
u
d
.(l.U W
(5-24)
Trong ÿó: y = r
o
- r: Khoҧng cách tӯ thành rҳn ÿӃn lӟp chҩt lӓng ӣ cách tâm mӝt ÿoҥn r.
BiӇu thӭc (5.24) viӃt thành:
dy
ud
.l
U
W
Theo Prandtl, ta có: l = yF
Ѫ lân cұn thành rҳn coi:
0
W W =>
*
o
u
U
W

U
W
: Lѭu tӕc ÿӝng lӵc

1. Công thӭc Darcy
ĈӇ tính tәn thҩt dӑc ÿѭӡng ta dùng công thӭc tәng quát cӫa Darcy, có dҥng nhѭ
sau:
g
v
.
d
l
.h
d
2
2
O
, vӟi tiӃt diӋn tròn.
g
v
.
R.
l
.h
d
24
2
O , vӟi kênh hӣ (Vì dòng chҧy trong kênh hӣ không có ÿѭӡng
kính d mà chӍ có bán kính thӫy lӵc R).
Trong ÿó l : chiӅu dài ÿoҥn ӕng.
d: ÿѭӡng kính ӕng.
R: bán kính thӫy lӵc.
O: hӋ sӕ ma sát, không thӭ nguyên.
- Hai công thӭc trên là công thӭc tәng quát tính tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc ÿѭӡng cho

mm, dài l=1000m ӣ nhiӋt ÿӝ t = 20
0
C (Q
dҫu
=0,2 cm
2
/s; J
dҫu
=8440 KN/m
3
), ÿӝ nhám ӕng
'=0,1mm, vӟi G= 73,75 KN/h.
Giҧi:
Theo ví dө trên ta ÿã xác ÿӏnh ÿѭӧc trҥng thái chҧy cӫa dҫu trong ӕng là chҧy tҫng vӟi
Re= 1030. Tәn thҩt dӑc ÿѭӡng ÿѭӧc tính theo công thӭc Darcy:
m,
,
,
.
,
.
g
v
.
d
l
.
Reg
v
.

'
, và ÿӝ nhám tuyӋt ÿӕi ' .
- Cho nѭӟc chҧy qua ӕng vӟi các lѭu lѭӧng Q khác nhau, rӗi ÿo mӵc giҧm sút cӫa
cӝt nѭӟc ÿo áp h
d
trên mӝt ÿoҥn dài xác ÿӏnh l.
Ta biӃt:
g
v
.
d
l
.h
d
2
2
O . Tӯÿó rút ra:
2
2
v
g.d
.
l
h
d
O
- Nikuratse ÿã ghi lҥi nhӳng kӃt quҧ thí nghiӋm trên mӝt biӇu ÿӗ có trөc hoành là
lgRe, trөc tung ÿӝ là lg100
O .
2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0

0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
A
B
C
E
F
126
60
D
lg(100O)
lgRe
d
252
507
30,6
r
o
/' = 16
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 94
không phө thuӝc vào ÿӝ nhám:
O
= f(Re). Ĉѭӡng thҷng CD ÿѭӧc gӑi là ÿѭӡng thҷng
Bѫladiut.

Ghi chú: KӃt quҧ thí nghiӋm quan trӑng này cӫa Nikuratse thӵc hiӋn vӟi ÿӝ nhám nhân
tҥo là cát ÿӅu hҥt, nên khi áp dөng nhӳng kӃt qӫa cӫa thí nghiӋm này vào các ӕng thѭӡng
dùng trong thӵc tӃ cҫn phҧi có sӵ hiӋu chӍnh.
VII. Công thӭc Chezy - Công thӭc xác ÿӏnh
O
và C ÿӇ tính tәn thҩt cӝt nѭӟc dӑc
ÿѭӡng cӫa dòng ÿӅu trong các ӕng và kênh hѫ.
1. Công thӭc Chezy
Trong dòng chҧy ÿӅu viӋc xác ÿӏnh lѭu tӕc trung bình mһt cҳt ѭӟt v là rҩt quan trӑng.
Tӯ công thӭc Darcy:
=>
Hay: (5-26)
J : ÿӝ dӕc thuӹ lӵc
Trong ÿó C gӑi là hӋ sӕ Chezy:
(5-27)
Công thӭc (5-27) gӑi là công thӭc Chezy, ÿѫn vӏ là
s
m
và ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng thӵc
nghiӋm.
Tӯ công thӭc Q= v., ta viӃt ÿѭӧc:
(5-28)
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 95
Công thӭc trên ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong kӻ thuұt và ÿһc biӋt là cho dòng chҧy ÿӅu
trong kênh hӣ.
2. Nhӳng công thӭc xác ÿӏnh hӋ sӕ O
2.1.Trҥng thái chҧy tҫng
Ĉӕi vӟi chҧy tҫng trong ӕng tròn, chúng ta có công thӭc:
(5-29)

!' , và sӕ R
e
< 21,6xCxd / Ô.
Ap dөng công thӭc cӫa An-tѫ-sun (1952):
250
100461
10
,
d
Red
.,
,
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§

'
O
2.3. Khu vӵc thành hoàn toàn nhám thӫy lӵc (khu bình phѭѫng sӭc cҧn)
Khi: R
e
> 21,6 x C x d / Ô.
Thành hoàn toàn nhám, ta có dùng công thӭc Nicuratsѫ:
2
0

dùng công thӭc Chezy; tӯÿó suy ra tәn thҩt cӝt nѭӟc dòng chҧy.
3.1. Công thӭc Manning (1890)
( ) (5-33)
Trong ÿó: n là hӋ sӕ nhám, thѭӡng áp dөng khi n < 0.02 và R < 0.5m.
Công thӭc này cho kӃt quҧ tӕt ÿӕi vӟi ӕng và kênh hӣ.
3.2. Công thӭc Pavѫlӕpski (1925)
(5-34)
Trong ÿó y = f ( n, R) là sӕ mNJ, phө thuӝc ÿӝ nhám và bán kính thӫy lӵc.
Công thӭc này dùng cho cҧӕng tròn và kênh hӣ, vӟi phҥm vi áp dөng : R < 3
÷ 5m.
HӋ sӕ nhám n có thӇ tra tìm ӣ phө lөc sách thuӹ lӵc. Sӕ mNJ y ÿѭӧc xác ÿӏnh theo công
thӭc chính xác:
(5-35)
Trong thӵc tӃ Pavѫlӕpski thҩy rҵng có thӇ áp dөng công thӭc ÿѫn giҧn hѫn:
khi R < 1m
khi R > 1m
Các trӏ sӕ tìm ÿѭӧc cӫa cӫa y thѭӡng nҵm trong giӟi hҥn
6
1
4
1
y , cNJng có thӇ lҩy y ngoài
giӟi hҥn ÿó.
IIX. Tәn thҩt cӝt nѭӟc cөc bӝ - Nhӳng ÿһc ÿiӇm chung
Sӵ tәn thҩt cӝt nѭӟc ÿһc biӋt lӟn ӣ nhӳng nѫi mà dòng chҧy thay ÿәi ÿӝt ngӝt vӅ
phѭѫng hѭӟng, vӅ dҥng mһt cҳt ѭӟt. Cách thay ÿәi ÿӝt ngӝt cӫa dòng chҧy có rҩt nhiӅu
dҥng, ÿһc trѭng cho các thay ÿәi ҧnh hѭӣng ÿӃn tәn thҩt là các hӋ sӕ
i
[ , ÿѭӧc xác ÿӏnh
bҵng thӵc nghiӋm theo quan hӋ tӹ lӋ vӟi cӝt nѭӟc ÿӝng năng:

+
)
g
v
.
p
2
2
2
2
2
D
J
(5.36)
Trong ÿó: h
ÿm
tәn thҩt do ÿӝt ngӝt mӣ rӝng
Mһt khác áp dөng ÿӏnh luұt ÿӝng lѭӧng cho ÿoҥn dòng theo phѭѫng trөc s ta có:
F
s
= Q.
U
(
)v.v.
101202
DD
Trong ÿó F
s
bao gӗm:
P

DD = (p
1
-p
2
).
:
+ Tcos.G
Thay Q= v
2
.: và rút gӑn ta ÿѭӧc:
2
v.U ( )v.v.
101202
DD = p
1
- p
2
+ )zz.(
21
J
Thay vào (5.36) ta ÿѭӧc:
h
ÿm
=
g2
v
.
g2
v
.

=
g2
)vv(
2
21

(5.37)
HiӋu sӕ (v
1
-v
2
)
2
gӑi là “bình phѭѫng ÿӝ hөt lѭu tӕc”
Vұy: Tәn thҩt cӝt nѭӟc cөc bӝ vì dòng mӣ rӝng ÿӝt ngӝt bҵng cӝt nѭӟc cӫa bình phѭѫng
ÿӝ hөt lѭu tӕc. Ĉӏnh luұt này gӑi là ÿӏnh luұt Boorda.
O
P
2
Z
1
:
L
O
1
Z
2
2
Z
1

, vӟi
âm
'
[ = (1-
2
)
:
Z
Hoһc h
ÿm
=
g
v
âm
'
'
2
2
2
[
, vӟi
âm
'
[
=
2
)1( 
Z
:
Trong ÿó: v

Nguyên
nhân
Ĉӝt mӣ
Thu hҽp ÿӝt
ngӝt
Mӣ rӝng ÿӝt ngӝt
Minh hӑa

Trӏ sӕ h
c
g2
v
.1
2
2
2
1
2
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§

Z
Z
0,5.

2
2
c
[
,
)(f
1
2
c
Z
Z
[
1
2
Z
Z
0.01 0.10 0.20 0.40 0.60 0.80
]
C
0.50 0.45 0.40 0.30 0.20 0.10
2. Trѭӡng hӧp uӕn cong:
a. Trѭӡng hӧp uӕn cong, d = const (d < 50mm):
D
30q 40q 50q 60q 70q 80q 90q
[
c
0,2 0,3 0,44 0,55 0,70 0,9 1,1
b. Trѭӡng hӧp uӕn cong 90
0
, d thay ÿәi:

2
v
2
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 100
3.Cӱa van phҷng trong ӕng tròn : [ = f (
)
d
h
d 
0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8
]
C
0 0.07 0.26 0.81 2.06 5.52 17 97.8
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 101
Câu hӓi:
1. Nhӳng dҥng tәn thҩt cӝt nѭӟc? Nêu sӵ khác nhau cѫ bҧn giӳa chúng?
2. Lұp phѭѫng trình cѫ bҧn cӫa dòng chҩt lӓng chҧy ÿӅu?
3. Tiêu chuҭn phân biӋt hai trҥng thái chҧy tҫng rӕi và ҧnh hѭӣng cӫa trҥng thái chҧy
ÿӕi vӟi quy luұt tәn thҩt cӝt nѭӟc?
4. Nêu quy luұt phân bӕ lѭu tӕc trong dòng chҧy tҫng?
5. Cách thành lұp công thӭc tәn thҩt dӑc
ÿѭӡng trong dòng chҧy tҫng?
6. HӋ sӕ
D trong ӕng chҧy tҫng?
7. Tính chҩt chuyӇn ÿӝng xoáy cӫa dòng chҧy tҫng?
8. Khái niӋm lѭu tӕc thӵc - lѭu tӕc trung bình thӡi gian - Lѭu tӕc mҥch ÿӝng - Ĉӝng
năng cӫa dòng chҧy rӕi?
9. Công thӭc Darcy?

+Ӕng ÿҭy: L= 35m; d = 200mm; n = 0.013; không tính tәn thҩt cөc bӝ.
+Máy bѫm li tâm:
- Lѭu lѭӧng Q = 65l/s;
- HiӋu suҩt
K
= 0.65
- Ĉӝ cao chân không cho phép ӣ chӛ vào máy bѫm [hck]= 6m cӝt nѭӟc.
Khoa Xáy D͹ng Thͯy lͫi - Thͯy ÿi͏n B͡ môn C˯ Sͧ KͿ Thu̵t Thͯy Lͫi
Bài gi̫ng thͯy l͹c 1 Trang 102
Yêu cҫu:
1./ Xác ÿӏnh ÿӝ cao ÿһt máy bѫm.
2./ Tính cӝt nѭӟc H cӫa máy bѫm.
3./ Tính công suҩt N mà máy bѫm tiêu thө.
4./ VӁÿѭӡng năng và ÿѭӡng ÿo áp.
Xem dòng chҧy trong các ӕng thuӝc khu sӭc cҧn bình phѭѫng.
Bài 2: Nѭӟc tӯ mӝt bình chӭa A chҧy vào bӇ chӭa B, theo mӝt ÿѭӡng ӕng gӗm hai loҥi
ӕng có ÿѭӡng kính khác nhau.
BiӃt Z
A
= 13m; Z
B
= 5m ; L
1
= L
2
=30m; d
1
= 150mm; d
2
= 200mm. Ӕng dүn là loҥi

University Press 2005.
6. Frank M. White, Fluid Mechanics, McGrawHill 2002.
7. R. E. Featherstone & C. Nalluri, Civil Engineering Hydraulics, Black well
science 1995.
8. John A. Roberson & Clayton T. Crowe,Engineering Fluid Mechanics, John
wiley & Sons, Inc 1997.
9. Philip M. Gerhart et al., Fundamental of Fluid Mechanics, McGrawHill
1994.
Website tham khҧo:


/>



The end