- 105 - ọỳi vồùi daợy ọỳng phun ta thay bũng . Goùc quỷt caỡng beù thỗ hióỷu sọỳ aùp suỏỳt ồớ phờa lổng vaỡ buỷng prọfin caỡng nhoớ, tổùc laỡ tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi caỡng beù. Vồùi õaỷi lổồỹng l/b õaợ cho coù thóứ giaớm tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi, nóỳu laỡm moớng õổồỹc lồùp bión ồớ vuỡng coù õọỹ cong cuớa raợnh lồùn nhỏỳt, cuợng nhổ nóỳu giaớm bồùt gradien aùp suỏỳt trong vuỡng ỏỳy. Roợ raỡng laỡ, nóỳu ồớ gỏửn tióỳt dióỷn ra bũng nhổợng bióỷn phaùp õỷc bióỷt tng õọỹ thừt dỏửn cuớa doỡng, thỗ tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳ i seợ giaớm. Muỷc õờch ỏỳy õaợ õổồỹc thổỷc hióỷn trong õởnh hỗnh daợy caùnh xung lổỷc vồùi chióửu cao beù l < 1 ữ1,5. Ngổồỡi ta õaợ thay raợnh coù tióỳt dióỷn khọng õọứi vồùi tọỳc õọỹ cọỳ õởnh tổỡ õỏửu vaỡo õóỳn õỏửu ra khoới daợy caùnh bũng raợnh to dỏửn (õoaỷn õỏửu) sau õoù laỡ nhoớ dỏửn. Do õọỹ thừt dỏửn trổồùc cọứ lồùn, lồùp bión ồớ vở trờ ỏỳy õổồỹc laỡm moớng õi vaỡ tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi giaớm, õọửng thồỡi tọứn thỏỳt ma saùt tng. Giaớm tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi trong daợy ọỳng phun coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc bũng caùch õởnh hỗnh kinh tuyóỳn cho raợnh. Caùch õởnh hỗnh nhổ vỏỷy cho ta giaớm gradien aùp suỏỳt ngay taỷi caùc vở trờ coù õọỹ cong lồùn nhỏỳt, tổùc laỡ, giaớm bồùt doỡng chaớy traỡn thổù cỏỳp, giaớm bóử daỡy cuớ a lồùp bión taỷi tióỳt dióỷn ra trón lổng prọfin do tng õọỹ thừt dỏựn cuớa raợnh ồớ mióửn cừt vaùt; ngoaỡi ra giaớm õổồỹc tọứn thỏỳt cuớa daợy caùnh voỡng, cuỷ thóứ laỡ do doỡng bở eùp vaỡo tióỳt dióỷn gọỳc cuớa caùnh maỡ giaớm tọứn thỏỳt ồớ õai truỷ phờa dổồùi. Caùch õởnh hỗnh kinh tuyóỳn cuợng cho pheùp laỡm õóửu mọỹt phỏửn aùp suỏỳt tộnh doỹc chióửu cao sau caùc caùnh ọỳng phun. Khi tng sọỳ M vaỡ R e ( trong phaỷm vi R e < R e min ) nhồỡ laỡm moớng lồùp bión maỡ tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi giaớm. Khi giaớm goùc vaỡo cuớa doỡng trong daợy caùnh tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi seợ tng vỗ gradien aùp suỏỳt. pr k b 1 l = l 01 234 1 2 o =60 o 80 o 140 o 120 100 o Hỗnh 4.15 Sổỷ thay õọứi caùc tọứn thỏỳt õỏửu cuọỳi trong daợy caùnh phúng tuyỡ thuọỹc vaỡo chióửu cao tổồng õọỳi cuớa caùnh quaỷt vaỡ goùc quỷt cuớa raợnh =180 o - ( 1 + 2E ) ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -81- CHƯƠNG 4 : ĐO LƯU LƯợNG CủA MÔI CHấT Trong các quá trình nhiệt thờng đòi hỏi phải luôn luôn theo dõi lu lợng môi chất. Đối với thiết bị truyền nhiệt và thiết bị vận chuyển môi chất thì lu lợng môi chất trực tiếp đặc trng cho năng lực làm việc của thiết bị. Vì vậy khi kiểm tra lu lợng môi chất sẽ giúp ta có thể trực tiếp phán đoán đợc phụ tải của thiết bị và tình trạng làm việc của thiết bị về mặt an toàn và kinh tế. Trong đời sống hàng ngày cũng nh trong công nghiệp, đo lu lợng là công việc rất bức thiết. Ngời ta thờng phải đo lu lợng của các chất lỏng nh nớc, dầu, xăng, khí than 4.1. ĐịNH NGHĩA Và ĐƠN Vị LƯU LƯợNG Lợng vật chất (hoặc năng lợng) đợc vận chuyển đi trong một đơn vị thời gian : G G t dG dt == Lu lợng tích phân đó là tổng hợp lợng vật chất chuyển đi trong một khoảng thời gian : G S = 2 1 . t t dtG Đơn vị : kg/s ; m 3 /s (khí) Ngoài ra kg/h ; tấn /h ; l/phút ; m 3 /h . Khi đơn vị là : m 3 /s => lu lợng thể tích Q G = . Q ( - là trọng lợng riêng của môi chất cần đo) 4.2. ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Nếu biết đợc tiết diện F và vận tốc trung bình tb . => Q = F. tb (m /s) 4.2.1. Cách xác định vận tốc trung bình Ta sử dụng ống đo áp suất động a- Xác định vận tốc trung bình = thực nghiệm: Nguyên lý : Chia tiết diện ống thành nhiều diện tích nhỏ bằng nhau và phân bố một cách đối xứng, và trong mỗi tiết diện nhỏ đó xem vận tốc tại mỗi điểm là nh nhau. F ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -82- tb i n n = Nếu ta đặt ống đo áp suất động tại điểm i thì áp suất tĩnh : P i = ( h - '). h i tb tb g P== 2 1 . tbh h g ).( 2 ' 1 : trọng lợng riêng của phần chất lỏng nằm trên h (thờng = h ). h : trọng lợng riêng của chất có độ chênh áp là h i . 1 : trọng lợng riêng môi chất cần đo lu lợng. h n hi tb = 1 . Q = tb . F và G = .Q Chú ý : - Nếu tiết diện ống hình chữ nhật thì ta chia thành nhiều hình chữ nhật nhỏ đối xứng và đo tốc độ tại các diện tích nhỏ này. - Nếu tiết diện ống là hình tròn thì ta dùng trong đờng tâm bán kính r 1 ; r i ; r n rR i n i = 2 Nếu R = 150 ữ 300 mm chọn n = 3 R > 300 mm chọn n = 5 Sau khi xác định đợc 1 tại r i => tb b-Xác định tb theo quan hệ (Re) max f tb = Đồ thị NICURáT Nếu Re = 2.300 Nếu Re > Re th chảy rối Nếu Re < Re th chảy tầng 34 5 6 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 tb max lgRe = lg P1d P1 1 h Pa ' h ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -83- Đối với dòng chảy tầng tb = 1 2 max Đối với dòng chảy rối tb = 084, max 4.2.2. ống pi tô a- Nguyên lý: Chất lỏng chảy trong ống khi bị ngăn lại thì động năng -> thế năng Đo sự biến đổi này và dựa vào đó => Vận tốc của chất lỏng. P 1 - P 2 = P đ = h. h và theo phơng pháp becnulu .dg dp p p = 1 2 1 2 1 : tốc độ dòng tại điểm đo. 2 : dòng chắn lại (= 0). 2 2 1 2 21 2 = g PP() thờng 2 = 0 => 2 = 1 12 )(2 PPg Vậy muốn đo 2 ta cần đo giáng áp tại điểm đó. Đối với chất khí: Thì phụ thuộc áp suất => ta đa ra đại lợng số max M = a Khi M < 0,2 thì dùng công thức trên Khi M > 0,2 thì : = 1 1 .2 1 1 2 2 K K P P TR K K g a : Tốc độ âm thanh k : Số mũ đoạn nhiệt T : nhiệt độ tuyệt đối khi khí cha bị nén áp Chú ý : khi đo bằng ống pitô thì dòng chảy cần phải ổn định, do đó cách này không phù hợp với vận tốc thay đổi vì có tổn thất áp suất P 1 và P 2 đo ở những điểm khác nhau => cần thêm một số hiệu chỉnh P2 P1 h 1 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -84- = 0,98 ữ 0,99 T = . 1 ống đo P 2 phải bền về cơ học và không thu hẹp dòng chảy rõ rệt. d < 0,1 D thờng, d = 0,05 D ống đo P 1 phải nhỏ để giảm áp lực do sức hút của dòng chảy. b- Cấu tạo ống pitô ống đo gồm hai ống ghép lại ống đo áp suất toàn phần P 2 nằm chính giữa và có lỗ đặt trực giao với dòng chảy, ống ngoài bao lấy ống đo P 2 có khoan lỗ để đo áp suất tĩnh P 1 . Phần đầu của ống pitô là nửa hình cầu, lỗ lấy áp suất động có vị trí (3ữ4)d Nhánh I là nhánh không chịu ảnh hởng của ống đỡ (L), nhánh II là nhánh chịu ảnh hởng của ống đỡ . Khi đo, ống có thể đặt lệch phơng của dòng chảy đến (5ữ6) o mà không ảnh hởng đến kết quả đo, số lợng lỗ khoan từ 7 ữ 8 lỗ. Trong thực tế ta dùng ống pitô để đo có đờng kính là d = 12mm và trong phòng thí nghiệm dùng loại d = 5 ữ 12 mm, áp dụng sao cho tỷ số d/D < 0,05 là tốt nhất (D : là đờng kính ống chứa môi chất) Khi đặt ở vị trí khác nhau thì phải thêm hệ số bổ chính . P1 A A P2 d 0,3d A-A 0,1d 8-10d3-4d L d l 0 1 0,5 8 3 III 2g P 2 - P1 2 . 4 -83- Đối với dòng chảy tầng tb = 1 2 max Đối với dòng chảy rối tb = 084, max 4.2.2. ống pi tô a- Nguyên lý: Chất lỏng chảy trong ống khi bị ngăn lại thì động năng -> thế. biến đổi này và dựa vào đó => Vận tốc của chất lỏng. P 1 - P 2 = P đ = h. h và theo phơng pháp becnulu .dg dp p p = 1 2 1 2 1 : tốc độ dòng tại điểm đo. 2 : dòng chắn lại. = 1 1 .2 1 1 2 2 K K P P TR K K g a : Tốc độ âm thanh k : Số mũ đoạn nhiệt T : nhiệt độ tuyệt đối khi khí cha bị nén áp Chú ý : khi đo bằng ống pitô thì dòng chảy cần phải ổn định, do đó cách này không phù hợp