lOMoARcPSD|46342985 lOMoARcPSD|46342985 Ngày TN: CBHD:
BÀI 3C. PHƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG I. PHAÀN CHUAÅN BÒ:
(Sinh vieân phaûi laøm phaàn naøy tröôùc khi tôùi laøm thí
nghieäm, neáu khoâng ñaït yeâu caàu, thì khoâng ñöôïc pheùp laøm thí nghieäm).
1. Giaù trò möïc nöôùc trên oáng đo aùp thứi coù phaûi laø giaù trị
năng lượng toàn phần tại mặt cắt thứ i không? Tại sao?
-Giá trị mực nước trên ống đo áp không phải là giá trị năng lượng toàn
phần trong mặt cắt thứ i. Vì giá trị năng lượng tại mặt cắt thứ i được xác định định bởi 3 thành phần: + Động nặng +Áp năng +Vi năng ( cao độ)
2. Laøm theá naøo ñeå thay ñoåi löu löôïng trong oáng Ventury trong khi laøm thí nghieäm?
Để thay đổi lưu lượng trong ống, ta điều chỉnh 2 van V1 và V2.
3. Khi löu löôïng trong oáng khoâng ñoåi nhöng tieát dieän oáng thay
ñoåi theo doøng chaûy thì vaän toác seõ thay ñoåi nhö theá naøo?
Khi lưu lượng trong ống không đổi nhưng tiết diện ống thay đổi theo
dòng chảy thì vận tốc giảm khi tiết diện ống lớn và tăng khi tiết diện ống nhỏ. II. KEÁT QUAÛ ÑO:
Ño möïc nöôùc Z cuûa ba loã ño aùp treân oáng coù tieát dieän
hình troøn (oáng Ventury) öùng vôùi 3 cheá ñoä löu löôïng (loã soá 2
ngay taïi maët caét co heïp, loã soá 1 vaø 3 taïi maët caét môû roäng
tröôùc vaø sau maët caét co heïp). Keát quaû ghi vaøo baûng 1:
Baûng 1: Möïc nöôùc Z cuûa 3 loã ño treân ốống coù tieát dieän hình troøn (oáng ventury) Möïc nöôùc Z treân 3 Möïc nöôùc Q oáng ño aùp mm trong bình lOMoARcPSD|46342985 Mức ño löu (lít/ löu 1 2 3 löôïng (mm) phuùt) löôïng 1 75,0 25,0 65,0 170,0 6.396 2 140,0 60,0 127,0 195,0 7,8 3 210,0 100,0 195,0 220,0 9,36
III. PHAÀN TÍNH TOAÙN VAØO TRÌNH BAØY KEÁT QUAÛ 1.
Treân oáng Ventury, xaùc ñònh ñoä cheânh aùp suaát giöõa caùc
maët caét 1 vaø 2, 3 vaø 2. Tính heä soá phuïc hoài R (recovery
factor) theo coâng thöùc (3.5). Keát quaû ghi vaøo baûng 2. Baûng 2 Laàn ño 1 2 3 Z3-Z2 40 67 95 Z1-Z2 50 80 110 R 80% 83,75% 86,36%
2. Vôùi 3 giaù trò ño treân oáng Ventury, xaùc ñònh löu löôïng Qtính
chaûy trong oáng baèng coâng thöùc tính löu löôïng cuaû oáng
Ventury (coâng thöùc 3.8) vaø Qđo baèng caùch duøng bình ño löu
löôïng - Suy ra heä soá hieäu chænh Ventury C. Keát quaû ghi vaøo baûng 3. Baûng 3 Mức lưu 1 2 3 lượng Qño (l/s) 0,1079 0,1274 0,1456 Qtính(l/s) 0,1701 0,1849 0,2175 C = Qño/Qtính 0,6343 0,6890 0,6694
Giaù trò trung bình cuûa C = ...........0,6642 ......................... lOMoARcPSD|46342985 Nhaän xeùt veà R vaø C:
a) Giaù trò R vaø C coù hôïp lyù khoâng? Taïi sao?
Giá trị của C và R hợp lí. Vì: R là hệ số phục hồi, sau khi nước đi qua 2
mặt cắt có diện tích khác nhau. Giá trị R tính được thể hiện sự tổn thất năng
lượng. C là hệ số hiệu chỉnh Ventury thể hiện tỉ số giữa Q đo được từ thí
nghiệm và Q tính được ( bỏ qua tổn thất năng lượng ).
b) So sánh áp năng giữa mặt cắt 1 và 2? Giải thích?
Áp năng mặt cắt 1 lớn hơn áp năng mặt cắt 2. Vì thế năng của dòng
chảy giảm từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2. lOMoARcPSD|46342985 Ngày TN: CBHD:
Baøi 4. DOØNG CHAÛY QUA LOÃ I. PHAÀN CHUAÅN BÒ:
(Sinh vieân phaûi laøm phaàn naøy tröôùc khi tôùi laøm thí
nghieäm, neáu khoâng ñaït yeâu caàu, thì khoâng ñöôïc pheùp laøm thí nghieäm).
1. Trong baøi thí nghieäm naøy ta khaûo saùt doøng chaûy qua loã ôû
traïng thaùi oån ñònh vôùi maáy tröôøng hôïp?
Trong bài thí nghiệm này ta khảo sát dòng chảy qua lỗ ở trạng thái ổn
định với 4 trường kợp
2. Khi tieán haønh thí nghieäm, ta ño caùc soá lieäu naøo?
Khi tiến hành thí nghiệm, ta đo : H, X0 , Z0 , toạ độ x,z, lưu lượng.
3. Ñeå ño löu löôïng, ta duøng thieát bò gì? Ño bao nhieâu laàn?
Để đo lưu lượng, ta dùng thùng thể tích đo 12 lần.
4. Ño quyõ ñaïo tia nöôùc cho bao nhieâu tröôøng hôïp? Baèng caùch
naøo ta ño ñöôïc quyõ ñaïo tia nöôùc?
-Đo quỹ đạo nước cho 1 trường hợp.
-Khi dòng chảy ổn định, dùng kim đo điều chỉnh lên xuống sao cho mũi
kim vừa chạm tia nước, đuôi kim sẽ chỉ toạ độ z và xác định toạ độ x
của quỹ đạo tia nước. II. KEÁT QUAÛ ÑO
1. Ñieàu chænh oáng thaùo nöôùc 2 vaø van 7 ñeå coù löu löôïng vaø
chieàu cao möïc nöôùc trong bình thích hôïp. Höùng cho tia nöôùc
chaûy vaøo thuøng ño löu löôïng 5.
2. Ño toïa ñoä quyõ ñaïo cuûa tia nöôùc phun ra khoûi loã. Ghi keát quaû ño vaøo baûng 1.
3. Ño möïc nöôùc trong bình 1 vaø löu löôïng cuûa loã. Ghi keát quaû ño vaøo baûng 2. lOMoARcPSD|46342985
4. Ñieàu chænh oáng thaùo 2 tôùi vò trí môùi ñeå thay ñoåi möïc
nöôùc trong bình. Ñôïi khoaûng 3 5 phuùt cho doøng chaûy trôû laïi
oån ñònh, tieán haønh ño möïc nöôùc trong bình 1 vaø löu löôïng cuûa
loã. Ghi keát quaû ño vaøo baûng 2.
5. Tieán haønh thí nghieäm gioáng nhö ôû böôùc 4 theâm 2 laàn nöõa.
(Löu yù ñeå deã kieãm soaùt caùc giaù trò ño, chuùng ta neân tieán
haønh thí nghieäm vôùi möïc nöôùc trong bình 1 taêng daàn möïc
nöôùc laàn thí nghieäm sau lôùn hôn nöïc nöôùc laàn thí nghieäm tröôùc khoaûng 20mm).
III. PHAÀN TÍNH TOAÙN VAØ TRÌNH BAØY KEÁT QUAÛ
1. Veõ quyõ ñaïo cuûa tia nöôùc vaøo hình 4
2. Xaùc ñònh caùc heä soá trong phöông trình quyõ ñaïo cuûa tia nöôùc.
I1 = 196780(cm4) I2 = 20479375 (cm5) B =0,0096(cm-1) Baûng 1: Quyõ ñaïo tia nöôùc
H = ...........275….. mm;
X0 = …0……. mm; Z0 = 75…… mm Soá lieäu ño Soá lieäu tính TÑoä TÑoä Z – TT X–X0 (X –X0)2 (X – X0)2(Z–Z0) X Z Z0 (cm) (cm2) (cm3) (mm) (mm) (cm) 1 50 77 5 0,2 25 5 lOMoARcPSD|46342985 10 0,8 100 81 2 100 83 1 3 150 94 15 1,9 225 427,5 4 200 112 20 3,7 400 1480 5 250 135 25 6 625 3750 6 300 160 30 8,5 900 7650 35 11, 1225 13965 7 350 189 4 8 400 228 40 15 1600 24000
3. Suy ra vaän toác taïi maët caét co heïp vaø heä soá vaän toác cuûa loã: Vc = 225,924 cm/s Cv = 0,9731
4. Tính löu löôïng cuûa loã trong 4 laàn ño. Töø ñoù xaùc ñònh
heä soá löu löôïng cuûa loã (baûng 2).
Baûng 2: Löu löôïng qua loã vaø heä soá löu löôïng: Soá lieäu ño Soá lieäu tính V Laàn H Thôøi ño (mm ñaà V cuoái gian Q (lít/s) Q ) u ( lít) (s) tb (lít/s) Cd (lít) 0,042 0,64 0 2 47,18 4 86 0,043 1 275 0,0426 2 4 46,37 1 0,042 4 6 47,2 4 0,045 0,044 0,65 0 2 43,95 5 3 68 0,044 2 290 2 4 45,07 4 0,042 4 6 46,57 9 3 0,049 0,047 0,68 0 2 40,34 6 1 09 0,045 305 2 4 43,97 5 0,046 4 6 43,18 3 0,050 0,047 0,67 4 320 0 2 39,98 0 6 19 lOMoARcPSD|46342985 0,046 2 4 42,99 5 0,046 4 6 43,14 4
Heä soá löu löôïng trung bình: Cd = 0,66455 Nhaän xeùt:
a) Heä soá vaän toác Cv coù hôïp lyù khoâng? Taïi sao?
- Không hợp lí vì theo lí thuyết hệ số tổn thất cục bộ C có thể lấy giá trị
bằng hệ số tổn thất cục bộ miệng vào của ống cạnh tròn là 0,02 0,05 vậy
Cv có giá trị khoảng 0,98 0,99.
- Do quá trình làm tròn số trong tính toán có sai lệch nên Cv có giá trị nhỏ hơn.
b) Heä soá löu löôïng Cd coù hôïp lyù khoâng? Taïi sao?
-Không hợp lý vì theo lý thuyết Cd có giá trị 0,63 0,64.
-Do sai số do đọc thời gian => sai số lưu lượng => Cd sai số => không hợp lí với lí thuyết. Ngày TN: CBHD:
BAØI 6. CHAÛY QUA BÔØ TRAØN I. PHAÀN CHUAÅN BÒ:
(Sinh vieân phaûi laøm phaàn naøy tröôùc khi tôùi laøm thí
nghieäm, neáu khoâng ñaït yeâu caàu, thì seõ khoâng ñöôïc
pheùp laøm thí nghieäm)
1. Trong baøi thí nghieäm naøy, ta ño caùc thoâng soá gì?
-Đo Zchuẩn (độ cao đỉnh bờ tràn), xác định mực nước. -Đo thể tích V. -Thời gian t. - Lưu lượng.
2. Khi tieán haønh thí nghieäm ta caàn coù nhöõng duïng cuï naøo?
Coâng duïng cuûa nhöõng duïng cuï ñoù?
-Đồng hồ bấm giây: xác định thời gian tính lưu lượng.
-Thước đo thăng bằng: đo độ cao đỉnh bờ tràn.
3. Tröôùc khi ño cao ñoä möïc nöôùc Z, sinh vieân caàn kieåm tra gì?
-Trước khi đo cao độ mực nước Z cần kiểm tra van đóng trước. lOMoARcPSD|46342985
4. Löôùi chaén soùng coù taùc duïng gì trong thí nghieäm naøy?
-Lưới chắn sóng có tác dụng giảm thiểu dao động mực nước do sóng. 5.
Thí nghieäm ôû maáy cheá ñoä löu löôïng? Trong moãi cheá ñoä
löu löôïng cần ño laäp laïi maáy laàn?
-Thí nghiệm ở 4 chế độ lưu lượng, tăng mức độ lưu lượng 2,3,4 thêm 0,3 – 0,5 cm.
-Mỗi chế độ lưu lượng cần đo lặp lại 3 lần. II. KEÁT QUAÛ ÑO
Baûng 1: Bôø traøn chöõ nhaät Zchuaån =14,40.......... cm Soá lieäu thí Soá lieäu tính toaùn nghieäm T Cd Z Ztb H Qtb i t T V Q thí Cd i log(H) log(Q) nghieä Tsugae cm lít s lít/s cm cm cm3/s m 13,22 1,173 290,7 0,069 2,463 0,76 0,610 13,19 5 16,36 0,306 7 72 1 13,2 5 17,94 0,279 13,29 5 17,43 0,287 12,9 1,5 442,3 0,176 2,646 0,80 0,613 12,91 5 10,7 0,467 72 2 12,9 5 11,74 0,426 12,89 5 11,51 0,434 12,55 1,843 484,3 0,265 2,685 0,64 0,615 12,59 5 9,74 0,513 7 90 3 12,58 5 10,71 0,467 12,50 5 10,56 0,473 12,28 2.12 661 0,326 2,82 0,71 0,617 12,25 5 7,56 0,661 79 4 12,3 5 8,64 0,579 12,29 5 8,43 0,593 lOMoARcPSD|46342985 III.
PHAÀN TÍNH TOAÙN VAØ TRÌNH BAØY KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM A.Tính toaùn:
1. Tính löu löôïng Qi cho caùc laàn ño vaø giaù trò trung bình Q cuûa
moãi cheá ñoä löu löôïng. Ghi caùc keát quaû tính vaøo baûng 2.
2. Tính möïc nöôùc trung bình Z cuûa moãi cheá ñoä löu löôïng vaø
chieàu cao coät nöôùc H treân ñænh bôø traøn
töông öùng. Ghi caùc keát quaû tính vaøo baûng 2.
B. Xaùc ñònh heä soá löu löôïng Cd cuûa bôø traøn chöõ nhaät.
1. Tính Cd vôùi giaû thieát heä soá naøy laø haèng soá
Tính log (Q), log(H) cho töøng cheá ñoä löu löôïng. Ghi caùc keát quaû tính vaøo baûng 2.
Veõ ñoà thò ñöôøng quan heä baäc nhaát log(Q) = f [log(H)] leân hình H.3.
Xaùc ñònh giao ñieåm cuûa ñoà thò vôùi truïc tung, b, vaø heä soá löu löôïng Cd: b = 2,34 Cd(chöõ nhaät) =0,74
2. Xaùc ñònh heä soá löu löôïng Cd baèng coâng thöùc
(6.16) cho caùc cheá ñoä löu löôïng. Ghi caùc keát quaû
logQ(cm3/s)baûng2/5 2. Veõ leân ñoà thò (hình H.4) ñöôøng quan heä Cd = f(H).
3. Xaùc ñònh heä soá löu löôïng Cd baèng coâng thöùc Tsugaev
cho caùc cheá ñoä löu löôïng. Ghi caùc keát quaû
tính vaøo baûng 2. Veõ leân ñoà thò (hình H.4) ñöôøng quan heä Cd = f(H). Nhaän xeùt:
a) Treân Hình H3, quan heä log(Q) = f [log(H)] ñöôïc veõ töø soá
lieäu ño coù phaûi laø ñöôøng baäc nhaát khoâng? Neáu khoâng,
haõy giaûi thích nguyeân nhaân (ví duï: sai soá khi ño…)
Quan hệ log(Q)=f[log(H)] được vẽ từ số liệu đo là đường bậc nhất. logH,cm lOMoARcPSD|46342985 3 2 1 0 0,1 0,2 0,3
H3. Ñöôøng quan heä log(Q) = f[log(H)] cuûa bôø traøn chöõ nhaät
b) Ñöôøng quan heä Cd
= f(H) treân Hình H4 coù daïng
ñöôøng gì? Haõy giaûi thích.
*Đường quan hệ Cd = f(H) trên hình H4 có dạng đường thẳng. Vì theo
Tsugaev, hệ số lưu lượng của bờ tràn hình chữ nhật Cd có quan hệ với chiều
cao cột nước trên đỉnh bờ tràn theo công thức Cd = 3/2(0,402+0,054.H/P1). Với P1= const
*Đường quan hệ Cd = f(H) theo thí nghiệm có dạng đường cong. Vì khi tính
theo thíCnghiệm,d Q và H có thể sai số dẫn đến Cd phụ thuộc vào Q và H theo
công thức (6.5) => Q sai sốố 0,8 0,7 0,6 0,4 0,3 H,cm lOMoARcPSD|46342985 0,2 0,1 0 1 2
H4. Ñöôøng quan heä Cd = f(H) cuûa bôø traøn chöõ nhaät
c) Haõy so saùnh giaù trò Cd tính töø thí nghieäm vaø töø coâng
thöùc Tsugaev. Neáu coù khaùc bieät, haõy giaûi thích nguyeân nhaân.
-Cd tính từ thí nghiệm lớn hơn Cd tính từ c ng
ố thức Tsugaev.
- Vì Cd tính từ thí nghiệm ngoài phụ thuộc vào chiề u
ề cao ộc t nướ c tr n
ề đỉnh bờ tràn H, còn phụ thuộc vào lưu lượng Q đo được. Tuy nhi n ề Cd tính từ c ng
ố thức Tsugaev chỉ phụ thuộc vào H ( P1 = const). Vi vậy dẫ n ẫ đề n
ố ựs khác biệt giữa hai cách tính Cd ( do sai số ố khi đo ). lOMoARcPSD|46342985 Ngày TN: CBHD:
BÀI 9. KHẢO SÁT TÂM ÁP LỰC THUỶ TĨNH
TÁC DỤNG LÊN BỀ MẶT PHẲNG
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ:
(Sinh viên phải làm phần này trước khi tới làm thí nghiệm, nếu không
đạt yêu cầu, thì không được phép làm thí nghiệm)
1. Làm thế nào để mô hình thí nghiệm nằm ngang ?
Để mô hình nằm ngang ta điều chỉnh các ốc cân chỉnh ( để bồn nằm
ngang). Đồng thời dịch chuyển đối trọng tới-lui sao cho đòn bẩy nằm ngang.
2. Các kích thước nào cần đo trước khi làm thí nghiệm ? Trước
khi thí nghiệm ta cần đo các kích thước a , b , d và L
3. Bài này thực hiện thí nghiệm cho bao nhiêu trường hợp, ở mỗi trường hợp
cần đo những số liệu nào, đo bao nhiêu lần?
-Bài này thực hiện thí nghiệm cho 2 trường hợp.
- Ở mỗi trường hợp cần đo y và m: +TH1: y < d +TH2: y > d
-Mỗi trường hợp ta lặp lại số lần đo là 5 II. KẾT QUẢ ĐO
Nhiệt độ nước: tH2O = …………27…………….oC
Bảng 1. Kích thước. a(cm) b( cm) d(cm) L (cm) 9,9 7,5 10,0 27,5
Bảng 2. Số liệu đo. Trường hợp m (g) y (cm) 50 4,3 Ngập một phần 70 5,2 y 90 5,9 140 7,5 190 8,9 Ngập hoàn toàn 250 10,5 y>d 300 11,6 lOMoARcPSD|46342985 350 12,9 400 14,2 450 15,4 III. SỐ LIỆU TÍNH
Bảng 3. Trường hợp ngập một phần. Trường hợp m/y2 y (cm) 2,704 4,3 Ngập một phần 2,589 5,2 y 2,585 5,9 2,489 7,5 2,399 8,9 - Tính toán lý thuyết: b =-0,045 b(a d ) 2,703 2L 6L
=> Đường quan hệ m/y2=f(y): m/y2= -0,045 y + 2,703 Đồ thị 1. lOMoARcPSD|46342985
Bảng 4. Trường hợp ngập hoàn toàn. Trường hợp 1 m y y 45,455 0,182 5,5 Ngập hoàn toàn 45,455 0,152 6,6 y >d 44,304 0,127 7,9 43,478 0,109 9,2 43,269 0,096 10,4 - Tính toán lý thuyết: ρbd3/(12L)= 21,955 bd a d = 39,255 L 2
=> Đường quan hệ : m = 21,955 1 + 39,255 y y lOMoARcPSD|46342985
IV. PHÂN TÍCH/NHẬN XÉT:
1) Giữa kết quả đo và kết quả lý thuyết trên hai đồ thị, số liệu nào có giá trị lớn hơn?Tại sao
- Giữa kết quả đo và kết quả lí thuyết trên 2 đồ thị, số liệu của kết quả đo lớn hơn.
2) Theo Chị/Anh, các nguyên nhân nào có thể gây ra sự khác biệt đó?
Hãy giải thích chi tiết.
*Nguyên nhân có thể gây ra sự khác biệt:
- Sai số khi đo: dẫn đến khi tính ra kết quả m/y2 và m/y có sự sai khác với lí thuyết.
-Khi làm thí nghiệm việc điều chỉnh các ốc cân chỉnh chưa chính xác
dẫn đến bồn chưa nằm ngang => ảnh hưởng đến kết quả đo.
- Quan sát đòn bẩy nằm ngang có thể chưa chính xác dẫn đến sai số liệu.
-Quá trình đo các số liệu: a , b , d , L có thể có sai số.
-Khi đổ nước vào để đòn bẩy nằm ngang có thể làm nước tồn động trên vật chịu áp lực.
3) Làm sao để có thể khắc phục các nguyên nhâ n gây ra sai số đó? Hãy giải thích chi tiết.
Để có thể khắc phục các nguyên nhân gây ra sai số đó cần: lOMoARcPSD|46342985
-Tránh đổ nước vào vật, để hạn chế nước tồn đọng trên vật.
-Điều chỉnh các ốc cân chỉnh cẫn thận để bồn nằm ngang.
-Quan sát khi đòn bẩy nằm ngang để xác định y chính xác hơn.