Báo cáo thí nghiêm môn cơ học th y khí bài 3 Ống pitot l02 5 rwtwy

Mục đích và yêu cầu thí nghiệm Sinh viên hiểu và thực hành phương pháp đo vận tốc dòng khí không nén được bang ống pitot qua 2 phương pháp xác định chênh lệch áp suất: -_ Sử dụng bảng đ

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA TP.HCM

EAS

THÍ NGHIỆM MÔN CƠ HỌC THY KH

(MSMH: TR1006)

GVHD: Dang Trung Duan

Lép L01

221296

221327

221304

221307

Trần Ngọc Tấn 9

Thành phố Hồ Chí Minh - 2023

LOI NOI DAU

L

II

TIT

IV

V

1

2

Mục lục

Mục đích và yêu cầu thí nghiệm

Cơ sở lý thuyết

Thiết bị thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm

Cách vận hành ống khí động

Tiến hành thí nghiệm

LOI NOI DAU

Báo cáo thí nghiệm Cơ H c Thủy Khí trình bày về kết quả sau những tiết h c thí nghiệm do giảng viên Đặng Trung Duân hướng dẫn Nhóm chúng em đã hiệu thêm

về các bài thí nghiệm, các bước tiến hành thí nghiệm cũng như nội quy vả các quy định an toàn trong phòng thí nghiệm

Dưới đây là báo cáo của nhóm 03 lớp L01 Báo cáo gồm 2 phần: Đo đạc, lấy số liệu thí nghiệm vả tong két, viét bao cao Trong đó:

Chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên bộ môn đã giảng dạy tận tình, chỉ tiết

đề chúng em có đủ kiến thức hoàn thành tốt bài báo cáo nảy

Lời cuối cùng, nhóm em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc

BAI3: DO VAN TOC BANG ONG PITOT

I Mục đích và yêu cầu thí nghiệm

Sinh viên hiểu và thực hành phương pháp đo vận tốc dòng khí không nén được bang ống pitot qua 2 phương pháp xác định chênh lệch áp suất:

-_ Sử dụng bảng đo cột ap nước

- Su dung cam bién ap suất, xác định chênh áp từ hiệu điện thế

Vẽ các đồ thị so sánh kết quả giữa 2 phương pháp và dữ liệu đối chiếu của nhà sản

xuất

H Cơ sở lý thuyết

Phương pháp đo chênh lệch giữa áp suất toàn phần P; và áp suất tĩnh P; bằng ống pitot được mô tả trên Hình L9 Độ chênh lệch áp suất này được xác định thông qua áp kế sử dụng chiều cao cột chất lỏng

Pitot Tube senses total and static pressure

Manometer measures velocity pressure - (Difference between total and static pressures)

HVnh 19 Ong pitot

Vận tốc dòng khí được xác định bằng cách sử dụng phương trình Bernoulli, phương trình cơ bản (chỉ dung cho) của dòng chuyên động không nén được (Mach < 0.3), bỏ qua ma sắt:

P,+!

0V Ï =P, (9)

với V là vận tốc dòng không khí, o¿ là khối lượng riêng của không khí

Đối với áp kế cột nước, chênh lệch áp suất toàn phần và áp suất tĩnh AP được xác định dựa trên chiều cao cột áp ẩ c trên áp kế cột nước Ah:

trong đó on là khối lượng riêng của chất lỏng trong áp kế (nước) và Ah là độ chênh lệch chiều cao của hai nhánh chất lỏng trong áp kế

Đối với cảm biến áp suất, chênh lệch áp suất được cảm biến chuyền thành tính hiệu hiệu điện thế Dựa vào đường đặc tính hay phương trình đặc tính của cảm biến mà tính được chênh lệch áp suất

HI Thiết bị thí nghiệm

Hệ thống thí nghiệm này (Hình 20) bao gồm hằm gió, 2 ống pitot, áp kế cột nước, cảm biên áp suât

(a) Ham gid (b) Bang diéu khién tần số quat

(c) Ong pitot 1 (d) Ong pitot 2

(e) Áp kế cột nước (0 Cảm biến áp suất

HVnh 20 Hệ thống thí nghiệm đo vận tốc không khí

Ống khí động được trang bị tại phòng thí nghiệm là ống khí động dạng hở, tiết điện khảo sát 40 em x 50 em x 100 em (cao x rộng x đài), vận tốc tôi đa của không khí ở

tiét dién khao sat 1a 38 m/s (137 km/h, Mach ~ 0.1) Nha san xuat cung cap van tốc không khí theo độ chênh lệch cột nude trong 4p ké nhu Hinh 21

0 20 40 60 80 100

delta p su Pitot [mmH20}

HVnh 21 Van téc khéng khi theo độ cao cột áp (nhà sản xuất cung cấp)

Ong pitot thứ L làm băng thép không gi, có bố trí lỗ đo áp suất toàn phân và áp suất tĩnh Phần đầu là hình bán cầu, đường kính 8 mm Chiều dai ống trong tiết điện khảo sát là 45 mm

Cảm biến áp suất là loại FreeScale MPXV5004DP đo chênh lệch áp, có thể kết nối với máy tính bằng công USB Giới hạn đo của cảm biến lên đến 80 m/s, kết nỗi với máy tính thông qua công USB Day là loại cảm biến đã được hiệu chỉnh tín hiệu điện áp và

áp suất với sai số là 1.5% với vận tốc nhỏ hơn 40 m/s và sai số là 2.5 % với vận tốc

lớn hơn 40 m⁄s Phần mềm SensorToolBox của nhà cung cấp Freescale được đùng để ghi lại số liệu, xuất ra ñle Excel Đường đặc tính của cảm biến này như Hình 22

TRANSFER FUNCTION

02°P} + 0.2} + 6.25% Vere DH

TRANSFER FUNCTION

Vou = Ve"K0.2°P) + 0.2} = 25% Vere

¢ = 50 Vide TEMP = 10 to 60°C

Differential Pressure (kPa

Figure 4 Output vs Pressure Differential

at 26.25% Vrss (without auto zero, Table 1., note 5)

MAX

»

A | T

1 20 0 Differential Pressure (kPa)

Figure 5 Output vs Pressure Differential

at ‡2.6% Vics (with auto zero, Table 1., note 5))

HVnh 22 Đường đặc tính cảm biến EreeScale

IV Tiến hành thí nghiệm

Chú ý an toàn:

Về cơ bản, kết quả của thí nghiệm này không bị ảnh hưởng bởi sự

rò điện Tuy nhiên về nguyên tắc hâm gió cân được nôi đất trước khi sử dụng để đảm bảo an toàn điện cho người sử dụng

- Ong pitot cần được đặt song song với dòng không khí để đảm bảo kết quả thu được hợp lý và có sai số thấp nhất

- _ Kiêm tra có vật cản (có thê là nước động) trong dây dan cua áp

kế hay không

1 Cách vận hành ống khí động

Thực hiện theo trình tự:

- Mở câu dao nguồn chính

- Xoay cong tac Main Switch va Inverter sang ON

- Van téc duoc thay déi théng qua tan số quạt, được điều chỉnh bởi Speed

control

2 Tién hanh thi nghiém

Sinh viên thay đổi tần số của quạt từ 5 Hz đến tối đa 40 Hz với bước nhảy tối đa 5 Hz

Tại mỗi tần số, cần một khoảng thời gian khoảng 30s đề dòng không khí ông định

trước khi đ c kết quả

e© - Đối với áp kế: đ c tần số và chênh lệch mực nước giữa nhánh

e - Đối với phần mềm, sau khí dòng không khí ông định thì:

- Nhan CLEAR dé xéa số liệu trước đó

- Nhan START để bắt đầu ghi nhận số liệu

- _ Sau khi được khoảng 400 mẫu thì nhân STOP

- _ Đặt tên tập tin, sau đó nhân SAVE DATA FILE

Lưu ý:

- Trên áp kế có sẵn thước đ c chênh lệch mực nước với tỉ lệ nhân 2 so với thực tế nhưng chỉ dùng thuận tiện trong trường hợp mực nước hai

nhánh khác 0 thì nên dùng thước kẻ đề đo

- Dữ liệu xuất ra từ phần mềm tự động lưu ở “$Desktop/Data Logs/” Tập tin đữ liệu có 3 cột dữ liệu, nhưng chỉ cần lấy trung bình cột thứ 2

(5V) đề có trung bình hiệu điện thế Từ đó tính được chênh áp từ đường đặc tính (Hình 22)

- _ Sinh viên cần phí một tập tin đữ liệu lúc tan số là 0 Hz đề phục vụ việc xử ly dữ liệu

V Bang sé liéu:

Pst OuV =P;

Dùng cho áp kế cột nước trong lúc làm thí nghiệm:

AP=P,—P, =o„gAh

10

¢ Vé dé thị so sánh phương trình đặc tuyến vận tốc của các phương pháp:

VI Nhận xét

11

Dựa vào đồ thị chúng ta có thể thấy dạng đồ thị của các phương pháp đo tương tự nhau, mặc dù có sự khác nhau về giá trị của các lần đo nhưng chênh lệch không lớn Nguyên nhân:

- Do ống pitot ở được đặt ở trạng thái không hoàn toàn song song với dòng khí

- _ Do 2 mực nước ban đầu của 2 ông không bằng nhau (áp suất ở 2 ống chêch lệch)

- Sai số trong quá trình đ c và ghi số liệu

- Sai số trong quá trình tính toán và làm tròn

- Do giá trị điện áp do được trên phân mềm có khoảng sai số

12