ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG 2 (TR3051) Bài 1 Khảo sát đặc tính quạt ly tâm GVHD ThS Đặng Trung Duẩn Lớp P01 – Nhóm 2 – HK231[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT HÀNG KHƠNG (TR3051) Bài 1: Khảo sát đặc tính quạt ly tâm GVHD: ThS Đặng Trung Duẩn Lớp P01 – Nhóm – HK231 Thành viên nhóm Họ tên Mã số sinh viên Phân công công việc Tạ Đình Khoa 2053141 Phan Nguyễn Quốc Duy 2011014 Thực thí nghiệm Phạm Nhật Quang 2011900 Thực thí nghiệm Châu Thiên Thuận 2012143 Thực thí nghiệm Thực thí nghiệm, viết báo cáo Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng năm 2023 BẢNG Bảng 1: Các đại lượng tính tốn q trình thí nghiệm Bảng 2: Các đại lượng thí nghiệm đo máy tính quạt ly tâm mức van Bảng 3: Các đại lượng thí nghiệm tính lại lý thuyết quạt ly tâm mức van Bảng 4: Sai số lưu lượng Qv (l/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 5: Sai số cơng khí Pm (W) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 6: Sai số vận tốc đầu vào V1 (m/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 7: Sai số vận tốc đầu V2 (m/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 8: Sai số tổng áp suất Ptf (kPa) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 9: Sai số công suất tạo Pu (W) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 10: Sai số hiệu suất quạt ly tâm (%) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 11: Các đại lượng thí nghiệm đo máy tính quạt ly tâm mức van Bảng 12: Các đại lượng thí nghiệm tính lại lý thuyết quạt ly tâm mức van Bảng 13: Sai số lưu lượng Qv (l/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 14: Sai số công khí Pm (W) máy đo lý thuyết tính toán mức van quạt ly tâm Bảng 15: Sai số vận tốc đầu vào V1 (m/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 16: Sai số vận tốc đầu V2 (m/s) máy đo lý thuyết tính toán mức van quạt ly tâm Bảng 17: Sai số tổng áp suất Ptf (kPa) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 18: Sai số công suất tạo Pu (W) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Bảng 19: Sai số hiệu suất quạt ly tâm (%) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm HÌNH ẢNH Hình 1: Đường đặc tính quạt ly tâm Hình 2: Đường đặc tính quạt ly tâm theo số liệu đo mức van Hình 3: Đường đặc tính quạt ly tâm theo lý thuyết mức van Hình 4: Đường đặc tính quạt ly tâm theo số liệu đo mức van Hình 5: Đường đặc tính quạt ly tâm theo lý thuyết mức van MỤC LỤC I Mục tiêu thí nghiệm .6 II Lý thuyết đường đặc tính quạt ly tâm .6 III Tiến hành thí nghiệm IV Kết thí nghiệm I Mục tiêu thí nghiệm Hiểu phương pháp khảo sát vẽ đường đặc tính quạt ly tâm hoạt động tốc độ thay đổi từ 50% đến 95% ở mức van II Lý thuyết đường đặc tính quạt ly tâm Các nhà thiết kế sản xuất quạt cần phương pháp để xác định đường đặc tính quạt làm việc từ đưa thiết kế, lựa chọn lắp đặc thích hợp, hiểu Việc lựa chọn quạt phù hợp cho hệ thống có sẵn dựa vào đường đặc tính quạt Đường đặc tính thiết lập mối quan hệ áp suất tạo quạt lưu lượng tốc độ động định, giúp cho việc lựa chọn xác dễ dàng Hình 1: Đường đặc tính quạt ly tâm Bảng 1: Các đại lượng tính tốn q trình thí nghiệm Chứng minh cơng thức + Lưu lượng thể tích đo vòng chắn Cd d 2 P0 QV = 4 Chứng minh: từ phương trình Bernoulli cho dịng không nén (1) 1 Pa + Va2 = Pb + Vb2 2 Qv d Với V = A = A Thế vào ta 1 2 (16Qv ) (16Qv ) Pa + 2 = Pb + 2 db db d a2 ( Pb − Pa ) d b2 Qv = 4 d b − d a2 Đặt Cd = d b2 d b4 − d a2 (1.1) Po = Pb − Pa vào (1.1) ta phương trình (1) + Vận tốc lưu chất 𝑉= QV 𝐴 A (2) Chứng minh: Phương trình liên tục cho dịng khơng nén: Qv = AV 1 = A2V2 ⇒ 𝑉 = Qv A + Áp suất toàn phần (V22 − V12 PtF = + ( P2 − P1 ) (3) Chứng minh: từ phương trình lượng lưu chất không nén qua máy bơm bỏ qua ma sát P1 V12 P2 V22 H b + z1 + + = z2 + + g 2g g 2g (V22 − V12 PtF = gH b = ( P2 − P1 ) + III Tiến hành thí nghiệm Tiến hành chỉnh mức van mức 7, sau thay đổi tốc độ quạt mức bắt đầu 50% đến 95% với mức tăng 5% Ở mức ta nhấn “go” để tiến hành ghi lại giá trị mức quạt sau lưu lại giá trị mức van với mức công suất quạt khác IV Kết thí nghiệm Bảng số liệu từ thực nghiệm tính tốn lý thuyết Mức van với áp suất khí 101kPa, hệ số lực cản Cd = 0.596 không đổi Giá trị máy đo Fan Mech Inlet Outlet Total Power Fan Predic Predic Predic Disch anical Veloci Veloci Press Outp Effici ted ted ted arge Power ty ty ure ut ency Fan Total Power Qv Pm V1 V2 ptF Pu Egr Disch Press Outp [l/s] [W] [m/s] [m/s] [kPa] [W] [%] arge ure ut [l/s] [kPa] [W] 23.70 16.3 3.34 6.16 0.08 1.99 12.163 15.798 0.037 0.589 25.93 20.5 3.66 6.74 0.10 2.63 12.839 17.287 0.045 0.779 28.69 23.4 4.05 7.45 0.12 3.51 15.005 19.124 0.054 1.040 31.03 29.1 4.38 8.06 0.14 4.34 14.946 20.688 0.062 1.287 33.37 36.5 4.71 8.67 0.17 5.56 15.234 22.249 0.074 1.648 35.89 44.3 5.06 9.33 0.19 6.67 15.070 23.925 0.083 1.977 38.17 50.0 5.38 9.92 0.21 8.16 16.329 25.446 0.095 2.418 40.63 58.0 5.73 10.56 0.24 9.79 16.890 27.088 0.107 2.901 42.57 67.0 6.01 11.06 0.27 11.38 16.965 28.379 0.119 3.370 45.16 78.9 6.37 11.73 0.29 13.30 16.851 30.106 0.131 3.941 Bảng 2: Các đại lượng thí nghiệm đo máy tính quạt ly tâm mức van => Đường đặc tính (Fan Discharge với Fan differential pressure, Total pressure ) Hình 2: Đường đặc tính quạt ly tâm theo số liệu đo mức van Giá trị tính tốn lại mặt lý thuyết Fan Mechanic Inlet Discharg al Velocit e Power y Outlet Total Power Fan Velocit Pressur Output Efficienc y e Pu [W] 10 y Predicte d Fan Discharg 5.732378989 7.987085865 0.282294057 6.005436582 8.369204469 0.282436389 6.371098336 8.88143293 0.282649727 Bảng 6: Sai số vận tốc đầu vào V1 (m/s) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Đối với vận tốc đầu V2 (m/s) Máy đo Tính lại Outlet Outlet Velocity Velocity V2 V2 [m/s] [m/s] 6.157617805 8.29431754 0.257610072 6.737766341 9.078469862 0.25783018 7.45388864 10.04039569 0.257610072 8.063672605 10.8553298 0.257169266 8.671831523 11.67172291 0.257022156 9.325240156 12.54370873 0.256580302 9.918198537 13.33337902 0.256137659 10.5581062 14.19926376 0.256432842 11.0610337 14.87858572 0.256580302 15 sai số 11.73452296 15.7892141 0.256801328 Bảng 7: Sai số vận tốc đầu V2 (m/s) máy đo lý thuyết tính toán mức van quạt ly tâm Đối với tổng áp suất Ptf (kPa) Máy đo Tính lại Total Total Pressure Pressure ptF ptF [kPa] [kPa] 0.083832539 0.049293821 0.700670317 0.101444926 0.060085873 0.688332382 0.122301639 0.071690449 0.705968372 0.139937109 0.080722359 0.733560712 0.166633841 0.098156528 0.697633808 0.185903016 0.106739117 0.741657801 0.213781601 0.124254645 0.720511953 0.240953267 0.139482801 0.727476539 0.267221231 0.155843451 0.714677321 0.294566597 0.169195598 0.740982625 16 sai số Bảng 8: Sai số tổng áp suất Ptf (kPa) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Đối với công suất tạo Pu (W) Máy đo Tính lại sai số Power Power Output Output Pu Pu [W] [W] 1.986604014 1.806281993 0.099830493 2.630463232 2.409891237 0.09152778 3.508335672 3.179981104 0.103256767 4.342619187 3.871232665 0.121766518 5.561090952 5.061352284 0.098736195 6.671637211 5.915098425 0.127899611 8.15997981 7.319227798 0.11486895 9.790498535 8.749815513 0.11893771 11.37503225 10.24383596 0.110427021 13.30254993 11.80217316 0.127127161 Bảng 9: Sai số công suất tạo Pu (W) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm 17 Đối với hiệu suất quạt ly tâm Egr (%) Máy đo Tính lại sai số Fan Fan Efficiency Efficiency Egr Egr [%] [%] 12.16336139 11.05930548 0.099830493 12.83935927 11.76274164 0.09152778 15.00472838 13.60039551 0.103256767 14.9462055 13.32381138 0.121766518 15.23378169 13.86482192 0.098736195 15.07027218 13.3613595 0.127899611 16.32900647 14.64657031 0.11486895 16.88986123 15.09455002 0.11893771 16.96500284 15.27790888 0.110427021 16.85118521 14.95056263 0.127127161 Bảng 10: Sai số hiệu suất quạt ly tâm (%) máy đo lý thuyết tính tốn mức van quạt ly tâm Nhận xét: Đối với lưu lượng thì, ta có sai số trung bình tính tốn lý thuyết 0.3527, Qc phụ thuộc vào chênh áp suất Orifice, bình phương đường kính ống Orifice giá trị 18 đường kính máy nhận 0.075m thực tế đường kính 0.095m nên dẫn đến lưu lượng qua quạt lý thuyết lớn so với thực tế Dẫn đến giá trị V1, V2, Ptf, Pu, Egr khác Duy có cơng khí Pm khơng đổi đại lượng phụ thuộc vào tốc độ vòng quay, momen xoắn quạt nên giá trị thực tế lý thuyết Đối với đường đặc tính thực tế lý thuyết quạt mức van Về thực tế thực nghiệm, giá trị chênh áp suất tổng áp suất có chênh lệch đáng kể, giá trị chênh áp suất dP chênh lệch áp suất đầu vào P2 – P1 tổng áp suất Ptf chênh lệch áp suất đầu vào Ptf phụ thuộc vào vận tốc đầu vào, vận tốc vào tương đối lớn dẫn đến việc chênh lệch Ptf dP.Tuy nhiên đường đặc tính có tương đồng mặt hình học điều có nghĩa việc chênh lệch số tỉ lệ k Điều cho việc giải thích mặt lý thuyết tính tốn quạt ly tâm Mức van với áp suất khí 101kPa, hệ số lực cản Cd = 0.596 không đổi Giá trị máy đo Fan Mechan Inlet Outl Total Pow Fan Predic Predic Predic Discha ical Veloc et Press er Efficie ted ted ted rge Power ity Veloc ure Out ncy Fan Total Power Qv Pm V1 ity ptF put Egr [l/s] [W] [m/s] V2 [kPa] Pu [%] [m/s] [W] Discha Pressu Outpu rge re t [l/s] [kPa] [W] 6.67 10.9 0.94 1.73 0.14 0.93 8.526 4.447 0.062 0.275 7.08 13.9 1.00 1.84 0.17 1.18 8.528 4.720 0.074 0.350 7.83 17.5 1.10 2.04 0.20 1.56 8.910 5.221 0.089 0.463 8.17 19.7 1.15 2.12 0.23 1.91 9.683 5.448 0.104 0.566 19 9.13 23.7 1.29 2.37 0.27 2.49 10.511 6.089 0.121 0.737 9.43 26.6 1.33 2.45 0.31 2.94 11.018 6.290 0.138 0.870 10.82 36.2 1.53 2.81 0.35 3.83 10.583 7.212 0.157 1.136 10.82 41.4 1.53 2.81 0.40 4.29 10.360 7.210 0.176 1.271 12.03 46.4 1.70 3.13 0.44 5.29 11.396 8.020 0.195 1.567 11.80 51.2 1.66 3.07 0.50 5.86 11.446 7.865 0.221 1.736 Bảng 11: Các đại lượng thí nghiệm đo máy tính quạt ly tâm mức van => Đường đặc tính (Fan Discharge với Fan differential pressure, Total pressure ) Hình 4: Đường đặc tính quạt ly tâm theo số liệu đo mức van Giá trị tính tốn lại mặt lý thuyết 20