Giáo trình xây dựng_Thông gió 5
Thông gió tự nhiên là hiện tượng trao đổi không khí giữa bên trong và bên ngoài nhà một cách có tổ chức dưới tác dụng của những yếu tố tự nhiên như gió, nhiệt thừa, hoặc tổng hợp cả 2 yếu tố gió và nhiệt thừa.
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
I - KHAÏI NIÃÛM
Thäng gioï tæû nhiãn laì hiãûn tæåüng trao âäøi khäng khê giæîa bãn
trong vaì bãn ngoaìi nhaì mäüt caïch coï täø chæïc dæåïi taïc duûng cuía nhæîng
yãúu täú tæû nhiãn nhæ gioï, nhiãût thæìa, hoàûc täøng håüp caí 2 yãúu täú gioï vaì
nhiãût thæìa. Yãu cáöu åí âáy laì chuïng ta phaíi dæû tênh træåïc âæåüc læåüng
khäng khê trao âäøi vaì âiãöu chènh âæåüc læåüng khäng khê trao âäøi áúy tuìy
theo caïc âiãöu kiãûn bãn ngoaìi: nhiãût âäü khäng khê, hæåïng vaì váûn täúc
gioï.
Yï nghéa cuía thäng gioï tæû nhiãn laì noï cho pheïp thæûc hiãûn âæåüc
quaï trçnh trao âäøi khäng khê våïi læu læåüng ráút låïn maì khäng âoìi hoíi
chi phê nàng læåüng.
Thäng gioï tæû nhiãn aïp duûng âæåüc háöu hãút caïc cäng trçnh chè træì
mäüt säú êt phán xæåíng trong âoï yãu cáöu cäng nghãû cáön phaíi coï chãú âäü
nhiãût áøm nháút âënh.
Khi tênh toaïn thäng gioï tæû nhiãn, ta coï thãø phán biãût 2 træåìng håüp
khaïc nhau sau âáy:
- Træåìng håüp thæï nháút: xaïc âënh diãûn têch cæía âãø âaím baío læåüng
khäng khê trao âäøi âaî âënh træåïc.
- Træåìng håüp thæï hai: khi âaî biãút diãûn têch cæía, cáön xaïc âënh læu
læåüng trao âäøi khäng khê.
ÂH Baïch Khoa ÂN = 105 =
Giao trƒnh TH NG GIO
CAÏC GIAÍ THIÃÚT CÅ BAÍN ÂÃØ THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN :
- Giaí thiãút thæ nháút: trong âiãöu kiãûn äøn âënh, troüng læåüng cuía khäúi
khäng khê vaìo nhaì vaì tæì nhaì thoaït ra ngoaìi trong cuìng âån vë thåìi gian
phaíi bàòng nhau:
LV = LR hoàûc VV.γV = VR.γR , [kg/h].
- Giaí thiãút thæï hai: læåüng nhiãût cuìng våïi khäng khê vaìo nhaì cäüng våïi
læåüng nhiãût toía ra bãn trong nhaì phaíi bàòng læåüng nhiãût do khäng khê ra
mang theo. Luïc âoï:
L.IV + Qth = L.IR , [kcal/h].
Hoàûc L.Ck.tV + Qth = L.Ck.tR , [kcal/h].
L = LV = LR : læåüng khäng khê vaìo hoàûc ra, [kg/h].
IV , IR : nhiãût haìm khäng khê vaìo vaì ra, [kcal/kgKK].
Qth : nhiãût thæìa trong nhaì, [kcal/h].
VV , VR : læu læåüng thãø têch cuía khäng khê vaìo vaì ra, [m3/h].
γV , γR : tè troüng cuía khäng khê vaìo vaì ra, [kg/m3].
Ck : tè nhiãût cuía khäng khê, [kcal/kgoC].
tV , tR : nhiãût âäü cuía khäng khê vaìo vaì ra, [oC].
II - SÆÛ PHÁN BÄÚ AÏP SUÁÚT TRÃN BÃÖ MÀÛT CÄNG
TRÇNH
1/ SÆÛ PHÁN BÄÚ AÏP SUÁÚT TRÃN BÃÖ MÀÛT CÄNG TRÇNH
DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA CHÃNH LÃÛCH NHIÃÛT ÂÄÜ
Giaí sæí nhiãût âäü trong nhaì tT låïn hån nhiãût âäü ngoaìi nhaì tN, tæì sæû
chãnh lãûch nhiãût âäü dáùn âãún sæû khaïc nhau vãö khäúi læåüng riãng (γT < γN)
vaì sæû chãnh lãûch aïp suáút bãn trong vaì bãn ngoaìi nhaì.
Xeït taûi màût phàóng O-O, chãnh lãûch aïp suáút giæîa bãn trong vaì bãn
ngoaìi nhaì âæåüc goüi laì aïp suáút thæìa taûi màût phàóng O-O:
Nguyãùn Âçnh Huáún = 106 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
∆P(OO ) = PN (OO ) − PT (OO ) 1
3
B B
O O
A A
1 2
Hçnh 1: Phán bäú aïp suáút do chãnh lãûch nhiãût âäü
Nãúu xeït taûi màût phàóng A-A phêa dæåïi màût phàóng O-O mäüt âoaûn
laì h ta tháúy aïp suáút phêa ngoaìi vaì bãn trong nhaì:
PN ( AA ) = PN (OO) + h.γ N
PT ( AA ) = PT (OO ) + h.γ T
Luïc âoï hiãûu säú aïp suáút cuía màût phàóng A-A:
∆P( AA ) = PN ( AA ) − PT ( AA ) = ∆P(OO ) + h ( γ N − γ T )
Nãúu xeït taûi màût phàóng B-B phêa trãn màût phàóng O-O mäüt âoaûn laì
h thç aïp suáút phêa ngoaìi vaì bãn trong nhaì:
PN (BB) = PN (OO ) − h.γ N
PT ( BB ) = PT (OO ) − h.γ T
Luïc âoï hiãûu säú aïp suáút cuía màût phàóng B-B:
∆P( BB ) = PN ( BB ) − PT ( BB ) = ∆P(OO ) − h ( γ N − γ T )
1
Khaïi niãûm aïp suáút thæìa chè laì tæång âäúi. Coï taìi liãûu quan niãûm aïp suáút thæìa láúy aïp suáút bãn trong træì
cho aïp suáút bãn ngoaìi; coï taìi liãûu laûi láúy ngæåüc laûi. Âãø âuïng våïi quan niãûm: kyï hiãûu + laì aïp suáút ngoaìi
låïn hån bãn trong nãn åí âáy choün ngoaìi træì cho trong laì aïp suáút thæìa.
ÂH Baïch Khoa ÂN = 107 =
Giao trƒnh TH NG GIO
Tæì âoï ta tháúy, nãúu taûi màût phàóng O-O coï aïp suáút thæìa ∆P(OO) = 0,
nghéa laì aïp suáút bãn trong bàòng aïp suáút bãn ngoaìi vaì ta goüi âoï laì màût
phàóng trung hoìa. Nhæîng âiãøm nàòm dæåïi màût phàóng trung hoìa seî coï aïp
suáút thæìa dæång (aïp suáút ngoaìi > aïp suáút trong) vaì khäng khê seî
chuyãøn âäüng tæì ngoaìi vaìo trong. Nhæîng âiãøm nàòm trãn màût phàóng
trung hoìa seî coï aïp suáút thæìa ám vaì khäng khê âi tæì trong ra ngoaìi.
2/ SÆÛ PHÁN BÄÚ AÏP SUÁÚT TRÃN BÃÖ MÀÛT CÄNG TRÇNH
DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA GIOÏ:
Hçnh 2: Phán bäú aïp suáút do chãnh lãûch nhiãût âäü
Khi coï gioï thäøi tåïi cäng trçnh seî xuáút hiãûn taûi mäùi âiãøm trãn bãö
màût cuía tæåìng ngoaìi mäüt aïp suáút P vaì âæåüc tênh bàòng cäng thæïc:
2
vg
P = Pkq + k. .γ N
2g
vg: váûn täúc gioï thäøi, [m/s].
γN : khäúi læåüng riãng cuía khäng khê ngoaìi, [kg/m3].
k : hãû säú khê âäüng cuía gioï trãn bãö màût cäng trçnh, âæåüc xaïc âënh bàòng
thæûc nghiãûm, noï coï giaï trë tæì -1 âãún +1. Trong tênh toaïn thäng gioï coï
thãø láúy k nhæ sau:
- âäúi våïi phêa âoïn gioï: k = 0,4 ÷ 0,8.
- âäúi våïi phêa khuáút gioï: k = -0,3 ÷ -0,6.
Nguyãùn Âçnh Huáún = 108 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
Hãû säú khê âäüng k khäng phuû thuäüc vaìo váûn täúc gioï maì phuû thuäüc
vaìo goïc gioï thäøi, vaìo hçnh daïng màût càõt ngang cuía nhaì vaì vaìo vë trê
giæîa caïc nhaì våïi nhau (hçnh 3 vaì hçnh 5).
hcm
hnh
x
hnh
Hçnh 3: hãû säú khê âäüng k phuû thuäüc kêch thæåïc nhaì
hcm
hnh x a = 10h nh
3/ SÆÛ PHÁN BÄÚ AÏP SUÁÚT TRÃN BÃÖ MÀÛT CÄNG TRÇNH
DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA TÄØ HÅÜP CHÃNH LÃÛCH NHIÃÛT ÂÄÜ &
GIOÏ :
Khi coï taïc âäüng
âäöng thåìi cuía caí gioï vaì
nhiãût âäü thç biãøu âäö phán
bäú aïp suáút chung seî bàòng
täøng âaûi säú cuía caïc biãøu
âäö thaình pháön vaì âæåüc thãø
hiãûn trãn hçnh 4.
Hçnh 4: Phán bäú aïp suáút do chãnh lãûch
nhiãût âäü + gioï
ÂH Baïch Khoa ÂN = 109 =
Giao trƒnh TH NG GIO
H
1H
2H
3H
10H
Hçnh 5: Hãû säú khê âäüng k phuû thuäüc vë trê tæång âäúi giæîa caïc nhaì
nhiãût âäü
Nguyãùn Âçnh Huáún = 110 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
III - ÂÀÛC ÂIÃØM KHÊ ÂÄÜNG TRÃN CÄNG TRÇNH
1/ VUÌNG GIOÏ QUÁØN SAU TÆÅÌNG CHÀÕN:
Giaí sæí coï mäüt tæåìng chàõn coï chiãöu cao h bàòng mäüt âån vë, coìn
chiãöu daìi ráút låïn (so våïi chiãöu cao) âæïng træåïc luäöng gioï thäøi vuäng
goïc våïi noï.
Âæåìng biãn giåïi giæîa vuìng gioï quáøn våïi xung quanh cho biãút
âæåüc vuìng aính hæåíng cuía tæåìng chàõn gioï tåïi nhæîng vë trê âæïng sau noï.
vg [m/s]
α
h
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Hçnh 6: Vuìng gioï quáøn sau tæåìng chàõn
Caìng xa tæåìng chàõn thç goïc α cuía âæåìng biãn giåïi caìng nhoí:
α = 10o khi khoaíng caïch l= 5÷10h.
α = 5o khi khoaíng caïch l= 10÷15h.
α = 0o khi khoaíng caïch l >15h.
Khi tæåìng chàõn coï bãö daìy âaïng kãø vaì chiãöu daìi nháút âënh thç âàûc
âiãøm khê âäüng váùn khäng thay âäøi bao nhiãu. Vç váûy âäúi våïi hçnh
daûng nhaì hçnh häüp coï thãø váûn duûng âàûc âiãøm khê âäüng sau tæåìng chàõn
âãø bäú trê caïc nhaì phêa sau noï nhæ thãú naìo âoï cho phuì håüp.
2/ VUÌNG GIOÏ QUÁØN XUNG QUANH CÄNG TRÇNH VAÌ AÍNH
HÆÅÍNG CUÍA NOÏ ÂÄÚI VÅÏI VÁÚN ÂÃÖ THÄNG GIOÏ
a/ Âäúi våïi nhaì dán duûng âæïng riãng biãût:
ÂH Baïch Khoa ÂN = 111 =
Giao trƒnh TH NG GIO
Sæû trao âäøi khäng khê giæîa bãn trong vaì bãn ngoaìi nhaì phuû thuäüc
ráút nhiãöu vaìo caïch bäú trê caïc cæía âoïn gioï vaì khuáút gioï vaì caïc bäü pháûn
cuía kãút cáúu kiãún truïc.
Vê duû: hçnh b vaì hçnh d åí trãn, khi bäú trê thãm tæåìng chàõn gioï seî
taûo âiãöu kiãûn cho gioï vaìo nhaì nhiãöu hån, nãn viãûc thäng gioï seî täút hån
hçnh a vaì c.
Hçnh a Hçnh b
Hçnh c Hçnh d
Hçnh 7: Vuìng gioï quáøn trãn màût bàòng nhaì dán duûng
b/ Âäúi våïi nhaì cäng nghiãûp:
Cæía maïi duìng âãø láúy aïnh saïng vaì thoaït håi khê âäüc ra ngoaìi.
Âäúi våïi cæía säø 2 luän coï hãû säú k < 0 nãn khäng khê dãù daìng âi ra
ngoaìi.
Âäúi våïi cæía säø 1 (hçnh 8) thç hãû säú k coï thãø ám hoàûc dæång, noï
phuû thuäüc vaìo x/ho vaì hcm/ho.
Âãø âaím baío thoaït håi âäüc ra ngoaìi ta phaíi coï k < 0 âäúi våïi
cæía 1 phaíi xáy thãm tæåìng chàõn gioï (hçnh 9). Noï coï thãø xáy ngay åí
tæåìng phêa træåïc hoàûc bàòng caïch bäú trê caïc táúm chàõn åí phêa træåïc cæía
Nguyãùn Âçnh Huáún = 112 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
maïi. Luïc âoï cæía maïi luän coï aïp suáút ám vaì táúm chàõn maïi coìn coï taïc
duûng chàõn mæa næîa.
1 2
hcm
vg x
ho
Hçnh 8: Khaí nàng thäng gioï phuû thuäüc
vaìo kêch thæåïc nhaì
vg
ho
Hçnh 9: Taûo tæåìng chàõn træåïc cæía âoïn gioï
taûo thuáûn låüi cho váún âãö thäng gioï
ÂH Baïch Khoa ÂN = 113 =
Giao trƒnh TH NG GIO
Ngoaìi ra, ngæåìi ta coìn coï thãø bäú trê cæía maïi hæåïng vaìo nhau vaì
âãöu åí phêa khuáút gioï âãø taûo âiãöu kiãûn cho khäng khê dãù daìng âi ra
(hçnh 10).
c/ Âäúi våïi khu nhaì åí:
Luïc naìy caïc nhaì åí phêa sau chëu aính hæåíng cuía caïc nhaì åí phêa
træåïc. Âãø viãûc thäng gioï âæåüc täút ta bäú trê caïc nhaì åí xen keî nhau. Noïi
chung laì phaíi coï caïch bäú trê nhæ thãú naìo âoï âãø gioï thäøi tæì moüi hæåïng
âãún âãöu coï khaí nàng thäng gioï täút cho táút caí caïc nhaì.
a- Quy hoaûch ä baìn cåì
h
Hçnh 11: Quy hoaûch âaím baío váún âãö thäng gioï
IV - TÊNH TOAÏN THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN
1/ TÊNH THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA
NHIÃÛT THÆÌA:
Taûi mäüt cæía thäng gioï i naìo âoï, khi coï sæû chãnh lãûch aïp suáút ∆Pi
giæîa bãn trong vaì bãn ngoaìi nhaì seî coï sæû chuyãøn âäüng cuía khäng khê
âi qua cæía tuán theo quy luáût:
v i2 2g.∆Pi
∆Pi = .γ i vi =
2g γi
Nguyãùn Âçnh Huáún = 114 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
Muäún biãút vi thç cáön phaíi biãút ∆Pi, tæïc laìì cáön xaïc âënh âæåüc màût
phàóng trung hoìa.
a/ Xaïc âënh màût phàóng trung hoìa:
Hçnh veî trãn cho biãút cæía 1 coï diãûn têch F1, cæía 2 coï diãûn têch F2.
Trong nhaì coï nhiãût thæìa Qth, khäúi læåüng riãng khäng khê trung bçnh
TB
trong nhaì γ T 2, coìn ngoaìi laì γN.
2
h2
O O
H
h1
1
Hçnh 12: Xaïc âënh màût phàóng trung hoaì
Giaí sæí O-O laì màût phàóng trung hoìa. Luïc âoï:
Taûi cæía 1 coï sæû chãnh lãûch aïp suáút:
∆P1 = h 1 .(γ N − γ TB )
T
Taûi cæía 2 coï sæû chãnh lãûch aïp suáút:
∆P2 = h 2 .(γ N − γ TB )
T
Chênh sæû chãnh lãûch aïp suáút naìy taûo âiãöu kiãûn cho gioï âi qua cæía
1 vaì 2 theo phæång trçnh sau:
v12
∆P1 = γ N = h1 (γ N − γ TB )
T
2g
v2
∆P2 = 2 γ R = h 2 (γ N − γ TB )
T
2g
2
ÆÏng våïi nhiãût âäü trung bçnh giæîa vuìng laìm viãûc tvlv vaì cæía khäng khê ra tR.
ÂH Baïch Khoa ÂN = 115 =
Giao trƒnh TH NG GIO
ÅÍ âáy, γR laì khäúi læåüng riãng cuía doìng khäng khê âi ra åí cæía 2.
Chia 2 âàóng thæïc trãn cho nhau ta âæåüc:
2
h 1 v1 γ N
= ×
h2 v2 γR
2
Tæì phæång trçnh cán bàòng læu læåüng: LV = LR = L ta coï:
µ1.v1.F1 .γ N = µ 2 .v 2 .F2 .γ R = L
ruït ra âæåüc :
L L
v1 = ; v2 =
µ1 .F1 .γ N µ 2 .F2 .γ R
Thay v1 , v2 vaìo ta tçm âæåüc h1 theo cäng thæïc:
H
h1 = 2 2
µ1 γ N F1
1 + . .
µ γ F
2 R 2
µ1 , µ2 : tæång æïng laì hãû säú læu læåüng cuía cæía 1 vaì cæía 2 phuû thuäüc vaìo
goïc âäü måí cæía vaì cáúu taûo cæía (tra baíng). Khi tênh coï thãø láúy µ = 0,65
÷ 0,8.
Tæì âoï ta tháúy: Nãúu F1 = 0 (cæía 1 âoïng) thç h1 = H, tæïc màût phàóng
trung hoìa qua tám cæía 2; coìn nãúu F2 = 0 (cæía 2 âoïng) thç h1 = 0 vaì h2 =
H vaì màût phàóng trung hoìa qua tám cæía 2.
b/ Phæång phaïp tênh toaïn:
Baìi toaïn 1: Biãút læu læåüng L, xaïc âënh diãûn têch F1 , F2. Caïch
tênh nhæ sau:
Giaí sæí tè säú diãûn têch cæía F1/F2 âãø tênh vë trê màût phàóng trung hoìa.
Xaïc âënh aïp suáút thæìa taûi caïc cæía, tênh váûn täúc khäng khê taûi caïc cæía
âoï.
Sau khi tênh âæåüc diãûn têch cæía F1 vaì F2 cáön kiãøm tra laûi tè säú
F1/F2 vaì so saïnh våïi trë säú giaí thiãút ban âáöu nãúu sai khaïc nhau ≤ 5% laì
Nguyãùn Âçnh Huáún = 116 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
âæåüc, coìn nãúu trãn > 5% thç cáön giaí thiãút laûi tè säú F1/F2 vaì quaï trçnh
tênh âæåüc làûp laûi.
Baìi toaïn 2: Biãút diãûn têch cæía F1 , F2 , tçm læu læåüng L. Caïch
tênh nhæ sau:
Tênh vë trê màût phàóng trung hoìa. Xaïc âënh aïp suáút thæìa taûi caïc
cæía tæì âoï tênh âæåüc váûn täúc khäng khê taûi caïc cæía vaì tçm âæåüc læu
læåüng khäng khê L.
c/ Xaïc âënh nhiãût âäü khäng khê ra ngoaìi nhaì:
Trong caïc phán xæåíng nãúu nguäön nhiãût phán bäú tæång âäúi âãöu
thç sæû tàng nhiãût âäü theo chiãöu cao nhaì coï thãø theo qui luáût tuyãún tênh.
Khi naìy nhiãût âäü khäng khê thoaït ra (tR) coï thãø xaïc âënh theo cäng
thæïc:
t R = t vlv + a.(h o − h v lv ) , [oC].
tvlv : nhiãût âäü vuìng laìm viãûc cuía con ngæåìi, thæåìng låïn hån nhiãût âäü
khäng khê ngoaìi nhaì tæì 2 ÷ 3oC.
ho : chiãöu cao tênh tæì nãön nhaì âãún tám cæía thoaït khäng khê ra ngoaìi,
[m].
hvlv : chiãöu cao vuìng laìm viãûc, khoaíng 1,5 ÷ 2m.
a : hãû säú kãø âãún sæû tàng nhiãût âäü theo 1m chiãöu cao nhaì xæåíng. Thäng
thæåìng a = 1 ÷ 1,5oC/m (tuyì thuäüc phán xæåíng).
Trong tênh toaïn thæûc tãú thæåìng ∆t R = t R − t N = 10 ÷ 15o C . Nhæng
täút nháút nãn sæí duûng cäng thæïc tênh âãø coï kãút quaí âæåüc chênh xaïc hån.
Theo N.V.Akintrev, nhiãût âäü tR tæì phán xæåíng noïng coï thãø xaïc âënh
3,14.q 2 / 9 .∆t 2 / 3 .h 2 / 9
theo cäng thæïc: ∆t R = vlv vlv
, [oC] 3
H 1/ 9
Q
q= : nhiãût thæìa âån vë cuía phán xæåíng, [kcal/m3h].
V
V : thãø têch cuía phán xæåíng, [m3].
3
Khi sæí duûng cäng thæïc Akintrev cáön âãø yï âãún caïc âiãöu kiãûn aïp duûng cho phuì håüp.
ÂH Baïch Khoa ÂN = 117 =
Giao trƒnh TH NG GIO
∆t vlv = t vlv − t N : hiãûu säú nhiãût âäü vuìng laìm viãûc, khoaíng 3 ÷ 5oC.
H : khoaíng caïch tám cæía gioï vaìo vaì ra, [m].
tN : nhiãût âäü khäng khê ngoaìi nhaì, [oC].
2/ TÊNH THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA GIOÏ
Giaí sæí coï mäüt luäöng gioï thäøi tåïi bãö màût càn nhaì våïi váûn täúc vg vaì
trong nhaì khäng coï nguäön nhiãût (tN = tT).
a/ Træåìng håüp nhaì coï 2 cæía:
2
vg
P2
γN γT H
P1 1 Px
Hçnh 13: Så âäö thäng gioï nhaì 2 cæía
Kyï hiãûu aïp suáút gioï phêa ngoaìi cæía 1 laì P1 vaì ngoaìi cæía 2 laì P2.
Aïp suáút gioï P1, P2 nháûn âæåüc khi nhán hãû säú khê âäüng k våïi aïp suáút
2
vg
âäüng cuía gioï laì P = γN.
2g
P1 = k1.P ; P2 = k 2 .P
Tiãúp nháûn màût phàóng âi qua tám cæía 1 laìm mæïc ban âáöu âãø tiãún
haình tênh toaïn, aïp suáút bãn ngoaìi cæía 1 bàòng 0, coìn aïp suáút bãn trong
nhaì bàòng Px (cuìng trãn mäüt màût phàóng qua tám cæía). Nhæ váûy hiãûu säú
aïp suáút ∆P1 (aïp suáút dæ) taûi 1 âæåüc tênh bàòng:
∆P = P1 − Px
Nguyãùn Âçnh Huáún = 118 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
Xeït taûi cæía 2 ta coï:
Aïp suáút phêa trong cæía: Px − H.γ T
Aïp suáút phêa bãn ngoaìi: P2 − H.γ N
Hiãûu säú aïp suáút: ∆P2 = Px − P2 ; (γ T = γ N )
Chênh hiãûu säú aïp suáút ∆P1 taûi cæía 1 vaì ∆P2 taûi cæía 2 âaî gáy ra sæû
chuyãøn âäüng cuía doìng khäng khê qua cæía 1 våïi váûn täúc v1 vaì qua cæía
2 våïi váûn täúc v2, cuû thãø laì:
2
v1
∆P1 = P1 − Px = .γ N
2g
v2
∆P2 = Px − P2 = 2 .γ T
2g
Do nhiãût âäü khäng khê trong vaì ngoaìi bàòng nhau nãn γN = γT nãn
phæång trçnh cán bàòng læu læåüng:
µ1 .F1 2.g.γ N (P1 − Px ) = µ 2 .F2 2.g.γ N (Px − P2 )
Giaí thiãút hãû säú læu læåüng µ1 = µ2 sau khi giaíi phæång trçnh ta coï:
F12 .P1 + F22 .P2
Px =
F12 + F22
Nãúu âoïng cæía 2 (F2=0) ta seî coï Px = P1.
Nãúu âoïng cæía 1 (F1=0) måí cæía 2 thç Px=P2.
Khi F1 = F2 ta seî coï:
P1 + P2
Px =
2
Nãúu âàût α = F1/F2 thç âàóng thæïc trãn seî âæa vãö daûng sau:
α 2 .P1 + P2
Px =
1 + α2
ÂH Baïch Khoa ÂN = 119 =
Giao trƒnh TH NG GIO
b/ Træåìng håüp nhaì coï nhiãöu cæía:
2
vg
H
1 3
Hçnh 14: Så âäö thäng gioï nhaì nhiãöu cæía
Trong træåìng håüp naìy så âäö thäng gioï coï thãø theo 2 phæång aïn:
Phæång aïn 1: Cæía 1 vaì 3 gioï vaìo, coìn cæía 2 gioï ra (âæåìng liãön).
Phæång aïn 2 : Cæía 1 gioï vaìo, coìn cæía 2 vaì 3 gioï ra (âæåìng âæït).
So saïnh 2 phæång aïn ta tháúy phæång aïn 1 thäng gioï cho nhaì täút
hån, âaím baío sæû thoaït cháút âäüc haûi vaì nhiãût ra ngoaìi maì êt aính hæåíng
âãún ngæåìi.
Phæång trçnh aïp suáút taûi caïc cæía:
∆P1 = P1 − Px ; ∆P2 = Px − P2 ; ∆P3 = P3 − Px hoàûc Px − P3
Phæång trçnh cán bàòng læu læåüng:
- phæång aïn 1: L1 + L 3 = L 2
- phæång aïn 2: L1 = L 2 + L 3
Sau khi giaíi phæång trçnh cán bàòng læu læåüng seî coï âæåüc biãøu
L F µ
thæïc tênh toaïn Px. Âãø âån giaín ta kyï hiãûu: α = 2 ; β = 2 ; η = 2
L3 F3 µ3
vaì nháûn âæåüc biãøu thæïc daûng sau:
α 2 .P3 + η2 .β2 .P2
Px =
α 2 + η2 .β 2
Nguyãùn Âçnh Huáún = 120 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
α 2 .P3 + β2 .P2
Khi η=1 ta seî coï: Px =
α 2 + β2
Âãø âaím baío phæång aïn thäng gioï âaî choün thç Px phaíi tuán theo
âiãöu kiãûn:
- Âäúi våïi phæång aïn 1: P2< Px< P3, P1.
- Âäúi våïi phæång aïn 2: P2, P3< Px< P1.
3/ TÊNH THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN DÆÅÏI TAÏC DUÛNG CUÍA TÄØ
HÅÜP NHIÃÛT THÆÌA VAÌ GIOÏ:
Trong træåìng håüp naìy trong nhaì coï nguäön toía nhiãût vaì nhiãût âäü
khäng khê tT > tN vaì coï luäöng gioï thäøi våïi váûn täúc vg.
2
vg
P2-HγN
γN γT H
P1 1 Px 3 P3
Hçnh 15: Så âäö thäng gioï dæåïi taïc duûng gioï + nhiãût
Phæång phaïp tênh toaïn cho træåìng håüp naìy âæåüc qui vãö theo
phæång phaïp tênh toaïn thäng gioï cho nhaì dæåïi taïc duûng cuía gioï, nhæng
våïi læu yï γT ≠ γN (do tT ≠ tN).
Hiãûu säú aïp suáút taûi cæía 1 vaì cæía 3 âæåüc xaïc âënh nhæ sau:
∆P1 = P1 − Px ; ∆P3 = P3 − Px
Coìn taûi cæía 2 thç:
- Aïp suáút phêa trong: Px − H.γ TB
T
- Aïp suáút phêa ngoaìi: P2 − H.γ N
ÂH Baïch Khoa ÂN = 121 =
Giao trƒnh TH NG GIO
Chãnh lãûch aïp suáút taûi cæía 2:
[
∆P2 = Px − P2 − H.(γ N − γ TB )
T
]
[ ]
Biãøu thæïc trong ngoàûc P2 − H.(γ N − γ TB ) coï thãø xem nhæ âàûc
T
træng cho aïp suáút gioï åí cæía 2 khi trong nhaì khäng coï nguäön nhiãût vaì
âæåüc goüi laì aïp suáút qui æåïc, kyï hiãûu laì P2qæ.
P2 qu = P2 − H.(γ N − γ TB )
T
Luïc naìy baìi toaïn tråí vãö daûng nhæ thäng gioï tæû nhiãn dæåïi taïc
duûng cuía gioï, chè khaïc thay vç P2 thç âæåüc thay bàòng P2qæ. Nhæ , sau
váûy
khi xaïc âënh P2qæ thç quaï trçnh tênh toaïn theo trçnh tæû sau:
1- Xaïc âënh læu læåüng khäng khê trao âäøi.
2- Choün så âäö thäng gioï vaì phán phäúi læu læåüng cho caïc cæía. Thê
duû choün L1/L3=1; L1=L3=L2/2.
3- Tçm aïp suáút qui æåïc taûi cæía 2:
P2 qæ = P2 − H(γ N − γ TB )
T
4- Tênh aïp suáút Px :
α 2 .P3 + η2 .β2 .P2 qæ α 2 .P3 + β 2 .P2 qæ
Px = hay Px = khi η=1.
α 2 + η2 .β 2 α 2 + β2
L2 F µ
Trong âoï: α = ; β= 2 ; η= 2 .
L3 F3 µ3
5- Tênh diãûn têch caïc cæía [m2] theo caïc âàóng thæïc:
L1
F1 =
µ1 . 2.g.γ N .(P1 − Px )
L2
F2 =
µ 2 . 2.g.γ R .(Px − P2qæ )
Nguyãùn Âçnh Huáún = 122 =
Chæång 5: Thäng gioï tæû nhiãn
L3
F3 =
µ 3 . 2.g.γ N .(P3 − Px )
4/ TÊNH THÄNG GIOÏ TÆÛ NHIÃN CHO NHIÃÖU KHÁØU ÂÄÜ:
Trong nhaì xæåíng coï nhiãöu kháøu âäü liãn tiãúp nhau cáön phaíi chuï yï
choün læûa så âäö thäng gioï tæû nhiãn cho phuì håüp. Nãúu ta bäú trê caïc phán
xæåíng nguäüi vaì phán xæåíng noïng xen keî nhau (hçnh 13î) thç hiãûu quaí
trao âäøi khäng khê seî ráút täút. Khi bäú trê caïc vaïch ngàn giæîa caïc kháøu
âäü thç seî giaím âaïng kãø læåüng khäng khê noïng tuáön hoaìn giæîa caïc gian
nhaì, khäng laìm tàng nhiãût âäü vuìng khäng khê âi qua caïc cæía khaï äøn
âënh.
Trong træåìng håüp naìy diãûn têch cuía caïc cæía tæåìng ngàn âaî biãút
træåïc, ta cáön phaíi tçm diãûn têch cæía 1, 2, 3, 4, 5.
2 2 3 3 4 4
I II III
1 Px 7 Py 6 Pz 5
Hçnh 16: Så âäö thäng gioï nhaì nhiãöu kháøu âäü
Kyï hiãûu aïp suáút dæ trãn màût phàóng ngang qua tám caïc cæía 1, 5
cuía caïc kháøu âäü laì Px, Py , Pz thç coï thãø xem mäùi kháøu âäü laì riãng biãût
nhau sau khi âaî thay thãú kháøu âäü kãö bãn caûnh bàòng aïp suáút tæång æïng
cuía kháøu âäü âoï (Px , Py vaì Pz). Thê duû kháøu âäü I xem laì âæïng âäüc láûp,
sau khi thay kháøu âäü II bàòng taïc âäüng aïp suáút Py thç viãûc tênh toaïn seî
tæång tæû nhæ trãn.
ÂH Baïch Khoa ÂN = 123 =
