JavaScript is required

Tổn thất năng lượng dọc đường hd của dòng chảy có áp trong ống tròn.

A.

Tỉ lệ bậc 2 với đường kính ống

B.

Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 2

C.

Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 4 khi chuyển động tầng

D.

Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 1 khi chuyển động rối

Trả lời:

Đáp án đúng: D


Công thức Darcy-Weisbach mô tả tổn thất năng lượng dọc đường (hf) trong dòng chảy có áp trong ống tròn như sau: * **hf = f (L/D) (v^2/2g)** Trong đó: * f là hệ số ma sát Darcy * L là chiều dài ống * D là đường kính ống * v là vận tốc dòng chảy * g là gia tốc trọng trường **Chuyển động tầng:** Hệ số ma sát *f* tỉ lệ nghịch với số Reynolds (Re), và Re tỉ lệ thuận với đường kính ống (D). Do đó, trong chuyển động tầng, *f* tỉ lệ nghịch với D. Thay vào công thức trên, ta thấy hf tỉ lệ nghịch với D^2 (từ công thức) nhân với D (từ f), tức là tỉ lệ nghịch với D^3. Tuy nhiên, nếu lưu lượng (Q) không đổi, vận tốc v sẽ tỉ lệ nghịch với D^2, do đó v^2 sẽ tỉ lệ nghịch với D^4. Kết hợp lại, hf sẽ tỉ lệ nghịch với D. Tuy nhiên, theo Hagen-Poiseuille, đối với dòng chảy tầng hoàn toàn: * **hf = (32 * μ * v * L) / (ρ * g * D^2)** Trong đó: * μ là độ nhớt động học * ρ là khối lượng riêng Nếu thay v = Q/A = Q/(πD^2/4) vào, ta được: * **hf = (128 * μ * Q * L) / (π * ρ * g * D^4)** Vậy, tổn thất năng lượng dọc đường tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 4 khi chuyển động tầng. **Chuyển động rối:** Hệ số ma sát *f* phụ thuộc vào độ nhám tương đối của ống (ε/D) và số Reynolds (Re). Trong vùng chuyển động rối hoàn toàn (ống nhám), *f* ít phụ thuộc vào Re và chủ yếu phụ thuộc vào ε/D. Do đó, hf tỉ lệ nghịch với D. Vậy đáp án đúng là C. Tỉ lệ nghịch với đường kính ống bậc 4 khi chuyển động tầng.

Câu hỏi liên quan