Báo cáo thí nghiệm hóa lý bài 1

GVHD:Lê Hùng Báo cáo TN Thủy lực sở B BÀI THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT DƯ, CHÂN KHƠNG, TUYỆT ĐỐI - TLĐC01 I Nhiệm vụ: Tính tốn áp suất dư Tính tốn áp suất tuyệt đối Tính tốn áp suất chân khơng Xác định trọng lượng riêng chất lỏng II Thiết bị thí nghiệm: Thiết bị đo áp suất thủy tĩnh chất lỏng có sơ đồ sau: Thiết bị gồm bình A, B chứa chất lỏng (nước) Bình B cố định, bình A nâng lên hạ xuống tay quay để tạo áp suất dư (nâng lên) áp suất chân khơng(hạ xuống)  Khơng khí bình B thơng với khơng khí ống số 1,3,5  Khơng khí ống số 2,4 thơng với khí trời áp suất pa  Ống số dùng để biết mực nước bình B  Chất lỏng ống 1-2 nước, chất lỏng ống 3-4 dầu III Các bước thí nghiệm: Bước 1: Tạo áp suất dư Hạ bình A xuống thấp tránh tràn nước khỏi bình A, mở van K đợi đến lúc mực nước đầu ống 1-2 3-4 cân mức chất lỏng cố định - lúc mực nước bình A, B cân bằng, áp suất khơng khí bình B lúc pa Khóa van K, quay tay quay để nâng bình A lên Chất lỏng chảy từ bình A qua bình B làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ pa => po>pa Chờ đợi đến mực nước bình A B cân – lúc mức chất lỏng ống 1-2 3-4 thay đổi khối không khí đệm bình B tăng lên truyền nguyên vẹn đến lớp  SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: GVHD:Lê Hùng Báo cáo TN Thủy lực sở B khơng khí ống số 6, Lúc mức chất lỏng ống 1-2 3-4 là: h1, h2, h3, h4 Đọc trị số lập bảng tính tốn áp suất dư, dầu Bước 2: Tạo áp chân không Giữ cố định vị trí bình A sau đọc trị số h bước Mở van K đợi đến lúc mực nước đầu ống 1-2 3-4 cân mức chất lỏng cố định - lúc mực nước bình A, B cân bằng, áp suất khơng khí bình B lúc pa Khóa van K, hạ bình A xuống thấp tránh tràn nước khỏi bình A Chất lỏng chảy từ bình B qua bình A làm cho khối khơng khí đệm có áp suất từ p a => po ống dây mềm => tuyến đo lường => ống dây mềm; kiểm tra tất điểm nối giũa đầu ống dây mềm nối mặt cắt đo áp suất thiết bị đo áp suất (bộ phân thứ 6, 8) Bước4: Điều chỉnh thông số trước thao tác thu thập số liệu thí nghiệm a Kiểm tra chất lỏng đầy thùng hay chưa? Nếu không đủ lượng chất lỏng thùng phải cung cấp chất lỏng vào (cho lượt thí nghiệm đầu tiên) b Nếu đo áp suất ống đo mức áp kế (manoneters): I Thiết bị đo áp suất hoaawcj ống đo áp (bộ phận thứ 6) xem thêm chi tiết mục V.3 II Thiết bị đo áp suất cảm biến điện tử (bộ phận thứ 8) cem thêm chi tiết mục VII.2 Bước5 Vận hành hệ thống đo đạc Tắt máy bơm hoạt động Mở van điều chỉnh lưu lượng Q (bộ phận thứ 11) van nghiêng tuyến đo lường số (nếu thí nghiệm tuyến đo lường số 1) với góc mở nhỏ đủ để chất lỏng lưu thông hệ thống Bật máy bơm hộp điện Sau bơm, chất lỏng vận chuyển qua thiết bị cảm ứng lưu lượng để đo lưu lượng thực tế Q tđo chất lỏng với lưu lượng Qtđo tiếp tục chảy qua van điều chỉnh lưu lượng (van số 11) đến ống dây mềm chảy vào tuyến đo lường mô tả Trên tuyến đo lường ta xác định áp suất lỗ mặt cắt tuyến ống đo lường thông qua ống nối mềm nối lỗ mặt cắt thiết bị đo áp suất mơ tả hình vẽ H.2 phận thứ Sau chất lỏng chảy qua dây mềm trở vể thùng chứa để bơm tuần hồn vịng bơm Bước Tiến hành đo đạc Sau ổn định cấp lưu lượng  Mở phần mềm hiển thị thơng số đo đạc máy tính chọn đối tượng đo lường tương ứng Tiến hành nhấn nút Start để ghi liệu vào máy tính SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: GVHD:Lê Hùng  Báo cáo TN Thủy lực sở B Điều chỉnh van lưu lượng Q (bộ phận thứ 11) van nghiêng (khi thí nghiệm tuyến đo lường số 1) để có cấp lưu lượng từ nhỏ đến lớn, cấp Qtđo>15l/min nên chênh 5-10 lít/min, thời gian trì cấp 30-40 giây Mỗi nhóm cần có cấp lưu lượng, cấp lưu lượng để có số liệu tính tốn Hình Màn hình lựa chọn đối tượng thí nghiệm VI ĐO ÁP SUẤT BẰNG BỌ CẢM BIẾN ĐIỆN TỬ (Electronic pressure measurement)(bộ phận thứ 8) 1.Mô tả thông số thiết bị:  Bộ phận có van thơng khí (vent valves) điểm nối (được đánh nhãn từ p 1, p2, p3, p4, p5, p6, p7 ) để đo áp suất mặt cắt đối tượng đo lường  Nó cho phép xác định áp suất dư, độ chênh áp suất, số liệu hiển thị hình kỹ thuật số (bộ phận thứ 5) chuyển tín hiệu thơng qua card chuyển đổi để số liệu hình máy tính  Sự khác giữu áp suất p p2 : (p1p2)= 0-200mbar Áp suất dư đo nối với điểm nối p3, p4, p5, p6 p7 Lắp ráp sử lý kỹ thuật cảm biến đo áp: a Thao tác lắp đối tượng đo lường bước 1,2,3 mục IV, bước 4.a SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: GVHD:Lê Hùng Báo cáo TN Thủy lực sở B b Thơng khí  Đóng tất van thơng khí  Nối điểm đo áp suất đối tượng đo lường điểm đo áp suất đánh nhãn p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7 tương ứng dây mềm  Mở van lưu lượng vào (inflow) van xả (outflow) trước sau đối tượng đo lường  Bật công tắc để máy bơm hoạt động  Điều khiển đóng mở từ từ van thơng khí (vent valves) đển khơng cịn bọt khí xuất đối tượng đo lường ống dây nối mềm  Chú ý: Khơng mở van thơng khí điểm nối p i (i= to 7) điểm nối thứ i khơng có dây nối mềm nối vào Mục đích để tránh chất lỏng phun từ điểm thứ i gây nguy hiểm đến thiết bị điện tử c Thao tác trước thí nghiệm đo đạc số liệu hộp chuyển đổi tín hiệu với hình kỹ thuật số: Mở van điều chỉnh lưu lượng inflow outflow  trước sau đối tượng đo lường Bật máy bơm chạy khoảng 20-30 giây để hệ thống thông suốt Đóng van điều chỉnh lưu lượng chảy vào  (inflow), tắt máy bơm Tháo rời đầu ống dây mềm khỏi  phận cảm biến tất vị trí đánh nhãn: p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7 Để nguyên trạng thái xoay nút  chiết áp (potentiometer for offset) để số áp suất hình cảm biến áp suất trở trạng thái Qua thực tế thí nghiệm, điều khó sảy ra, theo kinh nghiệm nên vặn nút cho hình áp suất p 1=p2=p3=p4=p5=p6=p7= const = nhỏ tốt Gắn lại ống dây mềm tiến hành thí nghiệm  d Thao tác tiếp tục bước IV THÍ NGHIỆM VỚI CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐO LƯỜNG Xác định tổn thất dọc đường tuyến đo lường số 2,3,4: Đối tượng đo lường: ống St, Cu, PVC Mục đích: xác định tổn thất dọc đường so sánh kết tính tốn với số liệu thực đo Thơng số vật liệu: No Vật liệu Ống đồng Cu Chiều dài (mm) 1000 SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D đường kính (mm) Độ nhám K=∆ (mm) 16 0.001 Trang: GVHD:Lê Hùng Ống nhựa PVC Ống thép St Báo cáo TN Thủy lực sở B 1000 1000 16 17 0.001 0.1 Hệ số nhớt động học: Người thí nghiệm đọc nhiệt độ chất lỏng thí nghiệm Độ nhớt động học  Độ nhớt động học  Nhiệt độ Nhiệt độ (10-6 m2/s) (10-6 m2/s) 11 1.261 21 0.980 12 1.227 22 0.957 13 1.194 23 0.935 14 1.163 24 0.914 15 1.134 25 0.894 16 1.106 26 0.875 17 1.079 27 0.856 18 1.055 28 0.837 19 1.028 29 0.812 20 1.004 30 0.801 Nội dung trình tự bước tính tốn : Đổi đơn vị :1(l/min)=(10-³)/60 (m³/s) 1(mbar)= 10² (N/m²) 1(mm) = 10-³ (m) Áp dụng phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 2-2 hai đầu ống Ta có: z1+ p1/+ v1/2g= z/2g= z2+ p2/+ v2/2g= z/2g+hw (1) Trong đó: z1= z2(do ống đặt nằm ngang) v1= v2=v hw =hd+ hc= hd (do hc≈ 0) Từ (1) ,Suy ra: hdđo = hw= (p1─ p2) / ; (trong =9810N/m³ ) Thay (p1─ p2) vào ta tính tổn thất thực đo Mặt khác , ta có: SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: 10 GVHD:Lê Hùng Báo cáo TN Thủy lực sở B Q=v.ω => v=Q/ω=4Q/(π.d/2g= z2) (m/s²) Mà : Re=(v.d)/ν ; với ν độ nhớt động học Ở 27˚C ν=0,856.10-6 m2/s Nếu:khi 2320 v=Q/ω=4Q/(π.d /2g= z) (m/s²) Viết phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-4 4-7 Ta có: z1+ p1/+ v1/2g= z/2g= z2+ p2/+ v2/2g= z/2g (1) Trong đó: z1= z2 = z (do ống đặt nằm ngang) => p1/+ v1/2g= z/2g= p2/+ v2/2g= z/2g =>(p1─ p2)= (V21+1-V21/2g= z)./2g (N/m2) Cơng thức tính sai số=/(pi–pi+1)ttốn – (pi–pi+1)tđo / (N/m2) Nhận xét kết luận: Nhận xét:n xét:Sai số lớn chứng tỏ : thiết bị thiếu xác Trong q trình thựa c hiệm.n thí nghiệm.m cịn có nhiêu sai sót Kết luận:t luận xét:n:C n ki m tra cẩn thận dụng cụ thí nghiệm trướt tiến hành thí ngiêm va n thận dụng cụ thí nghiệm trướt tiến hành thí ngiêm va n dụng cụ thí nghiệm trướt tiến hành thí ngiêm va ng cụng cụ thí nghiệm trướt tiến hành thí ngiêm va thí nghiệm.m trướt tiến hành thí ngiêm va t tiến hành thí ngiêm va n hàm sai số thí nghiệm.nh thí ngiêm va tuân theo đung trình tựa thí nghiệm.m SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: 19 GVHD:Lê Hùng SVTH: Bùi Văn Sang-Lớp 06X3D Trang: 20 Báo cáo TN Thủy lực sở B ... Q1 Pi d (mm) l/min m /s mbar N/m 23. 711 0 0,3952 .10 ˉ 19 1.9630 19 196.3 28.4 23. 711 0 19 1.4 210 ³ 19 142 .1 22.5 23. 711 0 0,3952 .10 ˉ 16 2.8370 16 283.7 23. 711 0 14 .0 23. 711 0 ³ 17 5.2870 17 528.7 17 .2 23. 711 0... d1/ ∆ 17 28,6 368 31. 9 218 93 .1 17 28,6 216 89.3 12 892.2 17 28,6 Re1 Re2 417 73.3 d1(m) d2(m) 17 .10 ˉ ³ 17 .10 ˉ ³ 17 .10 ˉ ³ 28.6 .10 ˉ ³ 28.6 .10 ˉ ³ 28.6 .10 ˉ ³ d2/∆ 1- (d2/d1)4 -7. 010 663 -7. 010 663 -7. 010 663... 0,6335 .10 ˉ³ 1, 511 6 0,7636 0,5544 (pi–pi +1) ttoán (N/m2) (pi–pi +1) tđo (N/m2) Sai số 310 3. 713 33 - 310 3. 713 33 24 51. 515 225 24 51. 515 225 2 912 .6 -2077 .1 2327.6 -16 55.3 -19 1 .11 33 10 26. 613 3 -12 3. 915 2 796. 215 2 Nội