Phụ lục 2 Cơ học lưu chất ứng dụng

Phụ lục này cung cấp cho các bạn một số số liệu cơ bản thường dùng trong các tính toán có liên quan đến lĩnh vực cơ học lưu chất ứng dụng.

PL 2.1 Độ nhớt dịch Newton

 

Chất lỏng Thành phần Nhiệt độ (ºC) Độ nhớt (cP)
Nước   20 1,0
Dầu olive   20 84,0
Dầu bắp   25 56,5
Dầu đậu phọng   25 65,6
Dầu đậu nành   30 40,0
Sữa đồng hóa   20 2,0
Sữa thô   10 2,7
    20 2,0
    30 1,5
    40 1,0
    60 0,7
Dung dịch saccaroz 20% saccaroz 20 2,0
  40% saccaroz 20 6,2
  60% saccaroz 20 58,9
Glycerol   20 1490   
Nước táo 20 Bx 27 2,1
  60 Bx 27 30,0
Nước nho 20 Bx 27 2,5
  60 Bx 27 110,0
Sirô bắp 48,4% chất khô 27 53,0

PL 2.2 Hệ số `K` và `n` của dịch phi Newton

 

Loại dịch Nhiệt độ (ºC) K (Pa sn ) n
Sữa bột bắp 80 7,24 0,36
Nước ép cà chua (5,8% TS*) 32 0,223 0,59
Nước ép cà chua (12,8% TS) 32 2,0 0,43
Nước ép cà chua (25% TS) 32 12,9 0,40
Nước ép cà chua (30% TS) 32 18,7 0,40
Nước sốt táo (11,6% TS) 27 12,7 0,28
Nước sốt táo (31,6% TS) 25 22,0 0,4
Chuối xay 24 6,5 0,458
Chuối xay 42 5,26 0,468
Chuối xay 49 4,15 0,478
Trái mơ xay (13,8% TS) 27 7,2 0,41

* %TS : hàm lượng chất rắn tổng cộng


PL 2.3 Hệ số ma sát cho lưu chất Newton

 

A0,0123

Hình 1 Hệ số ma sát của lưu chất Newton

Đồ thị trên dùng để xác định hệ số ma sát `f` khi lưu chất di chuyển trong kênh dẫn (còn gọi là hệ số Fanning), chủ yếu khi lưu chất chảy rối (Re > 4000). Để xác định hệ số này ta cần biết số Reynolds, độ nhám tuyệt đối `epsilon`, và đường kính ống (hay đường kính tương đương) `D`. Tỷ số `epsilon/D` được gọi là độ nhám tương đối (Relative Roughness).

Thí dụ ta cần xác định `f` khi Re = 45.000, độ nhám tuyệt đối là 0,80 mm và đường kính tương đương của kênh dẫn là 40 mm. Ta làm như sau :

  • Trước hết, tính độ nhám tương đối. Thông số này có giá trị là   0,8 / 40 = 0,02.
  • Vẽ một đường thẳng đứng qua giá trị Reynolods 45.000.
  • Đường thẳng này cắt đường cong tương ứng với độ nhám tương đổi 0,02 tại điểm A.
  • Chiếu điểm A sang trục `f` bên trái, ta thu được `f = 0,0123`.

PL 2.4 Hệ số ma sát của dịch phi Newton

 

Hình 1 Hệ số ma sát của lưu chất phi Newton

Cách xác định hệ số ma sát cho lưu chất phi Newton cũng gần tương tự như lưu chất Newton. Điểm khác biệt ở đây là ta cần biết chỉ số độ nhớt `n` thay cho độ nhám tương đối `epsilon/D`.


PL 2.5 Đường kính một số loại ống

 

Bảng dưới đây cho ta đường kính một số loại ống thông dụng thường dùng trong công nghiệp thực phẩm theo tiêu chuẩn của Mỹ.

Ddn (in) Ống thép (cấp 40) Ống thép không rỉ Ống truyền nhiệt
Di (mm) Do (mm) Di (mm) Do (mm) Di (mm) Do (mm)
0,5 15,8 21,3     10,2 12,7
0,75 20,9 26,7     16,6 19,1
1 26,4 33,4 22,9 25,4 22,9 25,4
1,5 40,9 48,3 33,6 38,1 35,6 38,1
2 52,5 60,3 47,5 50,8    
2,5 62,7 73,0 60,2 63,5    
3 77,9 88,9 72,9 76,2    
4 102,3 114,3 97,4 101,6    

Ddn : đường kính danh nghĩa ; Di : đường kính trong ; Do : đường kính ngoài.


PL 2.6 Chiều dài tương đương `L_e`

 

Các bảng dưới đây cho ta dữ liệu để tính chiều dài tương đương cho các loại trở lực cục bộ khi tính toán tổn thất năng lượng của dòng chảy.

Co uốn tiêu chuẩn

 

co uốn 45º

    Le/D     35 15

Ngã ba

 
Le/D 20 45 60 70

Thay đổi tiết diện dòng chảy

DoD

thu hẹp

vov

mở rộng

D/Do 0 0,5 0,75 Δp = 0,5 ρ (vo2 - v2)
Le/D 25 20 14

Van

 

Van cầu

Van tấm chắn

Van màng chắn

Le/D 290 10 105

Ghi chú : các giá trị của Le/D trong bảng này tương ứng với khi van mở hoàn toàn.




Trang web này được cập nhật lần cuối ngày 31/12/2018