đo lưu lượng của môi chất

ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG CHƯƠNG : -81- ĐO LƯU LƯợNG CủA MÔI CHấT Trong trình nhiệt thờng đòi hỏi phải luôn theo dõi lu lợng môi chất. Đối với thiết bị truyền nhiệt thiết bị vận chuyển môi chất lu lợng môi chất trực tiếp đặc trng cho lực làm việc thiết bị. Vì kiểm tra lu lợng môi chất giúp ta trực tiếp phán đoán đợc phụ tải thiết bị tình trạng làm việc thiết bị mặt an toàn kinh tế. Trong đời sống hàng ngày nh công nghiệp, đo lu lợng công việc thiết. Ngời ta thờng phải đo lu lợng chất lỏng nh nớc, dầu, xăng, khí than . 4.1. ĐịNH NGHĩA Và ĐƠN Vị LƯU LƯợNG Lợng vật chất (hoặc lợng) đợc vận chuyển đơn vị thời gian : G= G dG = t dt Lu lợng tích phân tổng hợp lợng vật chất chuyển khoảng thời gian : GS = t2 t1 G.dt Đơn vị : kg/s ; m3/s (khí) Ngoài kg/h ; /h ; l/phút ; m 3/h . Khi đơn vị : m3/s => lu lợng thể tích G = .Q Q ( - trọng lợng riêng môi chất cần đo) 4.2. ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Nếu biết đợc tiết diện F vận tốc trung bình tb. => Q = F. tb (m /s) F 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 phân bố cách đối xứng, tiết diện nhỏ xem vận tốc điểm nh nhau. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -82- n tb = i P1 n Nếu ta đặt ống đo áp suất động Pa ' h điểm i áp suất tĩnh : Pi = (h - '). hi tb = 2g .Ptb = 2g h .( h ' )htb : trọng lợng riêng phần chất lỏng nằm h (thờng = h). h : trọng lợng riêng chất có độ chênh áp h i. : trọng lợng riêng môi chất cần đo lu lợng. htb = . n Q = tb . F hi G = .Q Chú ý : - Nếu tiết diện ống hình chữ nhật ta chia thành nhiều hình chữ nhật nhỏ đối xứng đo tốc độ diện tích nhỏ này. - Nếu tiết diện ống hình tròn ta dùng đờng tâm bán kính r1 ; ri ; r n ri = R i 2n Nếu R = 150 ữ 300 mm chọn n = R > 300 mm chọn n = Sau xác định đợc ri => tb b-Xác định tb theo quan hệ Đồ thị NICURáT Nếu Re = 2.300 tb = f (Re) max tb max 0,9 0,8 Nếu Re > Reth chảy rối 0,7 Nếu Re < Reth chảy tầng 0,6 0,5 lgRe = lg P1d ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -83- max Đối với dòng chảy tầng tb = Đối với dòng chảy rối tb = 0,84 max 4.2.2. ống pi tô a- Nguyên lý: Chất lỏng chảy ống h bị ngăn lại động -> Đo biến đổi dựa vào P2 P1 => Vận tốc chất lỏng. P1 - P2 = Pđ = h. h theo phơng pháp becnulu .d = g p2 p1 dp : tốc độ dòng điểm đo. : dòng chắn lại (= 0). 22 12 g g ( P2 P1 ) = ( P2 P1 ) thờng = => = Vậy muốn đo ta cần đo giáng áp điểm đó. Đối với chất khí: Thì phụ thuộc áp suất => ta đa đại lợng số max M = a Khi M < 0,2 dùng công thức Khi M > 0,2 : K K K P = g . RT K P a : Tốc độ âm k : Số mũ đoạn nhiệt T : nhiệt độ tuyệt đối khí cha bị nén áp Chú ý : đo ống pitô dòng chảy cần phải ổn định, cách không phù hợp với vận tốc thay đổi có tổn thất áp suất P P2 đo điểm khác => cần thêm số hiệu chỉnh = 0,98 ữ 0,99 T = .1 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -84- ống đo P2 phải bền học không thu hẹp dòng chảy rõ rệt. d < 0,1 D thờng, d = 0,05 D ống đo P1 phải nhỏ để giảm áp lực sức hút dòng chảy. b- Cấu tạo ống pitô P1 0,1d 3-4d P2 A A A-A L 8-10d d 0,3d P2 - P1 2g 0,5 I II l d ống đo gồm hai ống ghép lại ống đo áp suất toàn phần P nằm có lỗ đặt trực giao với dòng chảy, ống bao lấy ống đo P có khoan lỗ để đo áp suất tĩnh P1. Phần đầu ống pitô nửa hình cầu, lỗ lấy áp suất động có vị trí (3ữ4)d Nhánh I nhánh không chịu ảnh hởng ống đỡ (L), nhánh II nhánh chịu ảnh hởng ống đỡ . Khi đo, ống đặt lệch phơng dòng chảy đến (5ữ6)o mà không ảnh hởng đến kết đo, số lợng lỗ khoan từ ữ lỗ. Trong thực tế ta dùng ống pitô để đo có đờng kính d = 12mm phòng thí nghiệm dùng loại d = ữ 12 mm, áp dụng cho tỷ số d/D < 0,05 tốt (D : đờng kính ống chứa môi chất) Khi đặt vị trí khác phải thêm hệ số bổ . ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -85- 4.2.3. Đồng hồ đo tốc độ Các loại đồng hồ dùng đo trực tiếp tốc độ dòng chảy thờng đợc dùng phổ biến, tốc độ dòng chảy tơng đối nhỏ, dùng ống đo áp suất động để đo tốc độ dòng chảy không đảm bảo đợc độ xác cần thiết. a- Đồng hồ đo tốc độ gió: Anêmômet Cấu tạo : gồm phận nhạy cảm chong chóng nhẹ với cánh h ớng theo bán kính, làm nhôm (mêca). n = C. n : Số vòng đợc xác định n= N ( vg/ph) C : hệ số đợc xác định thực nghiệm. Loại cánh phẳng có trục song song dòng chảy cánh nghiêng 45 o. Loại cánh gáo có trục vuông góc dòng chảy. ứng dụng : Dùng đo tốc độ dòng khí có áp suất d không lớn, tốc độ dòng thu đợc lu tốc chỗ đặt đồng hồ. Loại không dùng đợc khí có tính chất xung (thay đổi đột ngột) hớng trục hớng dòng phải đặt xác. Thay đổi vị trí đồng hồ tiết diện đờng ống biết đợc trờng tốc độ ống => tb. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -86- Đồng hồ gió thờng dùng để xác định khả làm việc quạt gió công nghiệp. Đặc biệt thiết bị thông gió dùng phổ biến đo lờng ngành khí tợng. Đồng hồ đo tốc độ gió dùng cấu đếm số để đếm số vòng quay chong chóng có loại không dùng cấu đếm số mà dùng kim nhờ tác dụng lực ly tâm. Loại có đặt trục chong chóng tải trọng li tâm giá quay nối với kim, nên kim di chuyển tới vị trí dừng lại cho biết tốc độ dòng khí nên không cần thêm đồng hồ đo thời gian. b- Đồng hồ nớc: Bộ phận nhạy cảm chong chóng trục gắn với phận đếm số : Q = n.F/C C : giá trị thực nghiệm. F : tiết diện. n : Số vòng quay vg/s. Các cánh cánh phẳng dùng đo nớc có t = 90oC , P = 15 kG/ cm2 Q < m /h Các loại đồng hồ nớc chong chóng xoắn thay cánh phẳng trục vít đo đợc lu lợng Q = 400 ữ 600 m /h n = K . tb/l l : bớc trục vít. Chú ý : Nếu lu lợng nhỏ nớc lọt qua khe hở cánh nớc chong chóng vỏ đồng hồ, ma sát điểm đỡ chong chóng làm quan hệ n tb sai lệch => sai số. Muốn giảm bớt sai số ma sát phải làm chong chóng trục thật nhẹ (làm vật liệu nhẹ, rỗng). Khi phân bố tốc độ dòng nớc thay đổi quan hệ n tb biến đổi, muốn tránh nguyên nhân gây nên phải đặt đồng hồ xa nơi đ ờng ống có trở lực cục (van, cút, tê) làm dòng chảy bị rối loại. Đồng hồ nớc đợc đặt đoạn ống thẳng ngang đờng kính ống cửa vào cửa đồng hồ, đoạn ống thẳng trớc đồng hồ phải đảm bảo 30D phía sau phải > 15D. Có thể đặt ống xiên nớc từ dới lên. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -87- Khi đặt thẳng đứng phía trớc > 10D phía sau > 5D. Các loại chế tạo ý đến chất lợng chong chóng. Có thể làm từ kim loại rỗng nhựa cho trọng lợng riêng gần trọng lợng nớc, lắp phải tâm. Ta thờng dùng loại để đo lu lợng kiểu tích phân cấu đếm số kiểu khí thờng chia độ theo thể tích. 4.3. ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP DUNG TíCH Nguyên lý: Cho môi chất vào đầy buồng đong có dung tích biết, đồng thời tác dụng lên píttông đĩa để tạo nên chuyển động có tính chu kỳ môi chất buồng đong thoát để tiếp nhận môi chất mới. Ta dùng máy đếm số để đếm chu kỳ chuyển động khoảng thời gian để xác định lu lợng dòng chảy. 4.3.1. Lu lợng kế kiểu bánh Thờng dùng loại để đo môi chất có độ nhớt cao nh dầu mỏ Buọửng õong II P1 P2 P1 Chất nớc có áp suất P1 sau qua lu lợng kế có áp suất P2. Vậy độ chênh I lệch áp suất dòng chảy qua lu lợng kế P = P1- P2. Phân tích lực tác dụng lên hai bánh ta thấy : vị trí nh bánh I lực cân nên không tạo nên mômen quay để làm bánh I chuyển động. P2 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -88- vị trí nh bánh II mômen quay P tạo nên lớn mômen quay P2 tạo nên => bánh II quay theo chiều tác động P kéo theo bánh I chuyển động => bánh II bánh chủ động bánh I bị động. Nhiệm vụ chủ động bị động bánh lần lợt thay diễn liên tiếp nhau. Buồng đong chất nớc chuyển vỏ lu lợng kế bánh lúc vị trí nh bánh II. Đặc điểm : -Mất mát áp suất nhỏ đo đợc chất có độ nhớt lớn. -Sai số nhỏ đạt đến (0,3 ữ 0,5)% . -Cấu tạo gọn nhẹ nhng khó chế tạo nên tơng đối đắt. Khi đo lu lợng khí (môi chất khí) ta thay bánh thành bánh hình số 8. Độ xác đạt đợc (1ữ1,6)%. 4.3.2. Lu lợng kế kiểu piston Van ngả đợc tự động thay đổi vị trí nhờ trang bị đặc biệt có liên hệ với chuyển động piston. Khi Piston chạy đến đầu xi lanh chất nớc lần lợt đợc đa vào phía dới phía piston làm piston chuyển động đẩy chất nớc chứa đi. Bên xilanh lu lợng kế thêm hộp áo để gia nhiệt giảm độ nhớt môi chất. Lu lợng kế làm việc với áp suất 16 ữ 40 kG/cm2, nhiệt độ chất nớc tới 185 oC đo lu lợng từ 1,3m3/h ữ 80m3/h. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -89- Loại dùng đo chất lỏng độ nhớt lớn (dầu madút) sai số (1 ữ 1,5)%. 4.3.3. Thùng đong phễu lật Dùng để đo môi chất lỏng rắn. ng hổùng Thuỡng chổùa Thuỡng õong Phóựu lỏỷt Phơng pháp đo lu lợng thùng đong phễu lật đơn giản dung tích thùng đong phễu lật biết cần đếm số lần máy dẫn phễu lật chuyển động tơng ứng thời gian tính đợc lu lợng chất nớc. Loại đo lu lợng chất nớc áp suất khí quyển. - Kiểu thùng đong xác. - Kiểu phễu lật không đợc xác chất nớc bị bắn phễu, đo lu lợng lớn mặt nớc phễu bị sóng. 0,03d - Định nghĩa : TBTL thiết 4.4. ĐO LƯU 1LƯợNG THEO PHƯƠNG bị đặt đờng ống làm PHáP TIếT LƯU dòng chảy có tợng thu 4.4.1. Thiết bị tiết lu qui chuẩn hẹp cục tác dụng lực 45 o 0,02d d D 0,1d quán tính lực ly tâm. + - 0,03d ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -90- 2- Cấu tạo: Nh hình vẽ Khi qua thiết bị tiết lu, chất lỏng bị mát áp suất (P dòng chảy bị thu hẹp nhiều P lớn thờng P < 1000mmHg (P đợc đo hiệu áp kế). Xét mặt học chất lỏng quan hệ lu lợng độ chênh áp suất phụ thuộc nhiều yếu tố nh : kích thớc, hình dạng thiết bị, tiết lu, tình trạng lu chuyển dòng chảy, vị trí chỗ đo áp suất, tình trạng ống dẫn chất lỏng. Quá trình tính toán tiết lu có quy định phơng pháp tính toán nh sau : - Dòng chảy liên tục (không tạo xung). - Đờng ống > 50 mm. Nếu dùng ống Venturi đờng ống > 100 mm, vành ống phải nhẵn khoảng 2D. Nhờ nghiên cứu lý luận thực nghiệm lâu dài ngời ta giả định số thiết bị tiết lu quy chuẩn. Hiện phơng pháp đo lu lợng thông dụng nhất. -Thiết bị TL qui chuẩn thiết bị TL mà quan hệ lu lợng giáng áp hoàn toàn dùng phơng pháp tính toán để xác định. Fo F2 Fo=F2 Fo=F2 F2, P2, F1, P1, p F2, P2, P = p1- p2 F1, P1, Thiết bị tiết lu quy chuẩn gồm loại : p P1 P1 Pm P2 P1' p Pm P2 P1' P2' P1 Pm P1' P2' P2=P2' ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -93- Trong trờng hợp ống Venturi = : Thay Fo = m . F1 ta có : Q =..m.F1. 2g ( P1 P2 ) 4- Các tham số cần thiết : a- Số Re : Vì muốn đơn giản, ta xem phân bố tốc độ tiết diện ống dẫn không đổi, thực tế không nh vậy, có ma sát môi chất vách ống mà phân bố tốc độ môi chất ống khác đặc tính dòng chảy đợc xác định số Re ứng với trạng thái lúc làm việc. Re = .D ; Reth = 2.300 - Dòng chảy tầng Re < Reth - Dòng chảy rối Re > Reth Ngời ta xác định Re cách dự đoán lu lợng nằm khoảng => vận tốc dòng Q.4 D = Re = D Sau xác định đợc Re ta suy giá trị khác => Q so sánh giá trị sai số nằm khoảng cho phép. b- Hệ số lu lợng = f {m, n phân bố tốc độ dòng, tổn thất ma sát cách lấy áp suất P} Bằng thực nghiệm = f ( m, Re ) ban õỏửu Đồ thị tính : Nếu Re > Reth = f ( m ) = et m1 < m2 < m3 Nếu Re < Reth = a1. a2. a3. bđ mn Trong bđ = f ( m ) m2 - a1 hàm (Re,m ) (Re < Reth) m1 P Re P - a2 tính đến độ nhám vách ống a = f (D, m) D 400mm a2= - a3 = f (D, m) đặc trng độ côn đờng ống a3 đợc tính cho trờng hợp ống chắn. Trong trờng hợp m = 0,05 ữ 0,7. Trong công nghiệp thờng m = 0,2 ữ 0,4. c- Hệ số hiệu chỉnh k m ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -94- P = f ( m, P , k ) đợc tra bảng đồ thị. Trong trờng hợp coi trình xảy đoạn nhiệt. Thờng đồng hồ đo ta chọn ứng với P khoảng 2/3 Qmax Trờng hợp P < 0,06 P1 Thì ta sử dụng công thức : = [ 0,41 + 0,35. m2 ] P ; Sai số khoảng 0,05%. K . P1 Chú ý tính : Khi Q thay đổi => P thay đổi => biến đổi => tính toán ta lấy lu lợng trung bình. d- P : P = g. .h Ngoài ta có m = f(D) mà D = f(t o) Ví dụ : Dt = D20 [1-C (t -20 )] dt = d20 [1-C (t -20 )] Chú ý : công thức (cha ảnh hởng tiết lu), chất nớc quan hệ với t0, áp suất cao chịu ảnh hởng áp suất, đo lu lợng khí bão hòa phải tính đến điều kiện làm việc để có hệ số hiệu chỉnh. 4- Cách đặt thiết bị tiết lu: Các thiết bị tiết lu đặt đờng ống nằm ngang, thẳng đứng, hai mặt bích phải đảm bảo vị trí giảm đợc sai số đo. Đoạn ống thẳng trớc van khoảng L1 5D, phía sau L 2D. Dùng ống khoảng 2D phải nhẵn. Tiết lu phải đặt tâm. Môi chất phải nằm trạng thái định. Nếu nớc nên trạng thái nhiệt, khí không nên có tạp chất nớc. L1 L2 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -95- ứng với tiết lu ta quy định ứng với loại đờng ống ống không vừa ta phải thêm đoạn nối phải nằm giá trị cho phép. 5- Sai số đo lu lợng: Đo lu lợng phơng pháp tiết lu phép đo gián tiếp, sai số số lu lợng đợc xác định theo phơng pháp đo gián tiếp. Trong công thức tính lu lợng ta thấy có loại trị số dùng để tính toán kết đo nhiều lần loại thờng kết lần đo. - Loại thứ gồm . Sai số trung bình bình phơng sai số ngẫu nhiên sai số giới hạn chúng biết cho phép dùng định luật cộng sai số trung bình bình phơng. - Loại thứ hai gồm P, t1, P1, d. Các trị số thờng kết đo trực tiếp lần. - Các trị số t đợc lấy từ bảng tra, loại ta biết sai số lớn lần đo. Nếu xét cách xác dùng định luật cộng sai số trung bình bình phơng để tính sai số đo lu lợng từ hai loại sai số trên. Muốn dùng định luật cộng sai số trung bình bình phơng ta xem sai số thành phần loại thứ hai sai số giới hạn (gấp lần sai số trung bình bình phơng đo liên tục). 4.4.2. Thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn Thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn thiết bị tiết lu cha đủ số liệu thí nghiệm hoàn chỉnh, công thức tính lu lợng hoàn toàn tính toán tìm ra, không chắn hoàn toàn đáng tin cậy khó ớc đoán đợc sai số đo. Tuy sử dụng chúng, việc tính toán ta dùng thí nghiệm để chia độ dụng cụ đo độ tin cậy kết đo cao. Trong số tr ờng hợp đặc biệt ta dùng loại thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn thích hợp loại thiết bị tiết lu qui chuẩn. Ví dụ : Re nhỏ, D < 50mm, môi chất bẩn, . ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -96- Các loại thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn hay dùng: Tióỳt lổu keùp (Duỡng Re nhoớ) TB Tióỳt lổu õỷt õỏửu ọỳng Tióỳt lổu vión phỏn (Duỡng õo ll chỏỳt bỏứn) 4.4.3. Lu lợng kế kiểu hiệu áp Tióỳt lổu hỗnh chổớ nhỏỷt Q (G) = f ( P ) Hệ thống đo lu lợng theo giáng áp qua cửa tiết lu gồm thiết bị tiết lu (TBTL) đờng ống dẫn áp suất, hiệu áp kế đồng hồ thứ cấp chia độ theo đơn vị lu lợng. Khi hiệu áp kế thớc chia tín hiệu từ hiệu áp kế đợc đa đồng hồ thứ cấp nhờ hệ thống truyền tín hiệu. Theo nguyên lý làm việc chia hiệu áp kế thành hai loại : cột chất nớc đàn hồi. - Hiệu áp kế kiểu cột chất nớc đo hiệu áp giáng áp theo độ chênh cột chất nớc (loại ống thủy tinh, loại phao loại vòng xuyến). P1 P2 = P1 P1 P2 < P1 h G P = ksin Hióỷu aùp kóỳ kióứu voỡn g xuyóỳn G ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -97- P2 P2 f f h H H P1 P1 P1 = P2 P1 > P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu chuọng - Hiệu áp kế kiểu đàn hồi hiệu áp giáng áp theo độ xê dịch cấu đàn hồi tạo nên lực đàn hồi cân với hiệu áp giáng áp cần đo, loại gồm hiệu áp kế có màng đàn hồi kim loại loại hộp màng. P1 P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu maỡn g P1 P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu họỹp maỡn g Một số điều kiện : Đối với áp kế vòng xuyến : đo môi chất khí thờng áp suất nhánh < kG/cm2 thờng chế tạo cho loại có P = 25 ữ 160 kG/m2 . Cấp xác hay 1,6. Loại chuông : cho áp suất nhánh < 2,5 kG/cm2 P = 10 ữ 100 kG/m2. Cấp xác hay 1,6. Nếu đo P nhỏ cấp xác tăng (độ xác giảm ) ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -98- Loại phao : P = 630 kG/m2 ữ kG/cm2 áp suất nhánh P1, P2 đến 400 kG/m . Loại kiểu màng: Cho phép áp suất nhánh max = kG/cm P = 160 ữ 63000 kG/m ; CCX ; 1,6 ; 0,6 Loại kiểu hộp: áp suất nhánh đến kG/m 2. Đối với loại đặc biệt đến 400 kG/cm2. P = 40 ữ 63000 kG/cm2 ; CCX : hay 1,6 có đến 0,6. 4.4.4. Bộ tích phân Trong lu lợng kế thờng có thêm cấu tích phân để xác định lợng môi chất mang khoảng thời gian (1 ngày, hay tuần) cấu tích phân kiểu điện, khí khí nén thờng có cấu tạo phức tạp. Q= t2 t1 Q. dt [ kg hay m ] Q = Qi = Qi . t .n - t - chu kỳ tích phân. - Qi - lu lợng trung bình khoảng t. Trong tích phân có phần liên quan với nh sau : + Phần xác định chu kỳ tích phân t.Ta sử dụng động đồng qua giảm tốc (thờng t = 15) + Phần thể lu lợng Qi + Phần thể tích t . Qi + Phần chuyển số (đa số liệu đọc đợc) Bộ tích phân khí: Có nhiều loại nhng loại đơn giản kiểu đếm số, ta thờng gặp đồng hồ nớc; loại này, chuyển động phần quay chong chong (bánh răng, rôto) lu lợng kế đợc dẫn làm quay bánh tích phân, bánh đợc quay truyền dẫn chuyển động cho bánh phía sau. Tỷ số truyền bánh phía sau 10/1 nên số đọc đ ợc tích phân số theo hệ thập phân. Cáp số dùng kim mặt chia độ đứng yên có vạch chia từ ữ 9, dùng mặt chia độ quay để số qua ô cửa dùng hộp số gồm mặt số hình trụ, số đọc số nằm đờng thẳng vạch. * Bộ tích phân kiểu li hợp điện từ : ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -99- Q * Khi có dòng điện chiều chạy qua cuộn dây lõi sắt biến thành nam châm hút gông vào kéo gông quay làm quay hộp số. Động thuận nghịch làm lõi sắt vòng xuyến 4, 5, quay với vận tốc vòng/ phút (vòng chia làm nửa cách điện nhau), vị trí chổi quét phía cố định vị trí chổi dới thay đổi tùy theo lu lợng Q. Nếu Q = chổi quét nằm nửa riêng biệt dòng điện, Q chổi dới lệch góc tỷ lệ thuận với Q (có lúc chổi nằm nửa vòng xuyến (có điện)), Q lớn thời gian chổi nằm nửa vòng xuyến dài => dòng qua lâu => hộp số hoạt động lâu. Các vòng xuyến dùng chổi quét dặt cố định, chúng có nhiệm vụ đa dòng điện vào khỏi cuộn dây đặt lõi sắt quay liên tục. Mạch R - C đợc dùng để khử tia lửa sinh chổi vòng xuyến đóng ngắt mạch dòng điện. Cầu chỉnh lu làm nhiệm vụ cung cấp điện. 4.4.5. Chia độ kiểm tra thang chia độ lu lợng kế kiểu hiệu áp kế - Ngời ta kiểm tra áp kế chữ U : Bồm hcd Q Hg ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -100- Ta tạo giáng áp giáng áp chia độ (h cđ) đồng hồ giá trị Q gọi Qkt ta so sánh với Q cđ (suy từ hcd ), hcd xác định theo giá trị biết : hcd Qcd = Q max hcd max Thay đổi áp suất bơm ta tìm đợc Qkt khác. Sai số tơng đối theo giáng áp là: = = (hcd hKt1 ) hcd max .100% (hcd hKt2 ) hcd max .100% (hkt đợc đọc bảng chữ U cho kim đồng hồ nằm Q kt). Mỗi thang chia độ phải kiểm tra vạch trở lên, có giá trị max min. Kiểm tra số tích phân kiểm tra với giá trị ( 30 ữ 50)% Qcđ. 4.4.6. Lắp đặt hiệu áp kế đờng dẫn tín hiệu áp suất Độ xác lu lợng liên quan mật thiết với tình trạng lắp đặt hiệu áp kế đờng dẫn tín hiệu áp suất. - Hiệu áp kế phải đặt nơi chấn động, tiện theo dõi việc quản lý vận hành, môi trờng xung quanh phải có nhiệt độ độ ẩm qui định. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -101- - Lắp đờng tín hiệu áp suất cần đảm bảo trị số giáng áp, cần có đủ trang bị cần thiết để bảo dỡng, thông rửa đờng ống tín hiệu kiểm tra hiệu áp kế trờng. - Đờng kính phải thích hợp với ống dài, ống dẫn tính hiệu không nên dài để tránh chậm trễ không nhỏ 3m. Thờng dùng ống có d>10mm dài L 45 o. Phải đặt bình thu khí van xả khí điểm cao đờng ống. Phải có van xả cạn đờng ống. Nếu môi chất đo có nhiệt độ cao phải cần tìm cách giữ nhiệt độ ống nh nhau. b/ Đo nớc: - Đờng ống dẫn tín hiệu. - Dùng bình cân nớc đọng đặt hai bên cửa tiết lu ống nối với cửa tiết lu phải ống thẳng có đờng kính d > 10 mm ngắn tốt (không có van). c/ Đo chất khí: - Tốt đặt HAK cao cửa TL. Đờng lấy tín hiệu trên. - Nếu áp kế đặt dới phải có van xả nớc đọng ( ----------- ) Q ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -103- Cũng nh phải đảm bảo có nhiệt độ đờng ống tránh nớc đọng đờng tín hiệu. d/ Cách ly môi chất cần đo với môi chất hiệu áp kế : Dùng đo chất ăn mòn ta phải dùng bình cách ly. - Nếu chất cần đo có m/c < hak (của môi chất HAK) ta cho thêm chất có > m/c -Nếu m/c > hak ngợc lại. a/ Nguyên lý : Bộ phận củarôtamét gồm mc ống hình nón cụt đặt thẳng đứng bên có phao. Phao có đờng kính < đờng kính hak ống nên tự chuyển động lên xuống bị dòng môi chất đẩy lên phao phải nằm mclờng phaohakbị dòng chảy đẩy lên đến tâm. Khi đo vị trí đó, đáy khe hở phao ống hình nón có tiết diện cho lực mát áp suất dòng chảy sinh lực tác dụng lên phao cân với trọng lợng phao môi chất. Giả sử phao tích V p. Tiết diện lớn phao fp. Trọng lợng riêng trung bình p trọng lực tác dụng lên G => G = V p . p.g. Lực tác 4.5. LƯU LƯợNG Kế Có GIáNG áP KHÔNG ĐổI dụng lên phao mát áp suất : 4.5.1. Rôtamét F = ( P1 - P2 ) .fp. Ngoài lực tác động vận tốc dòng : W = . . . f p - vận tốc dòng. - hệ số cản trở phụ thuộc kích thớc phao. Lực ma sát N = k . kn .Fb hak mc ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -104- k- hệ số phụ thuộc vào dòng chảy = f (Re). k - vận tốc trung bình dòng khe hở. n- số mũ phụ thuộc vận tốc. P2 F Fb- tiết diện mặt bên phao. Khi phao cân ta có : G + N = F + W G W N Do lực N W nhỏ nên thờng bỏ qua => Vp . p . g = ( P1 - P2 ) . fp => P = V P . P . g = const fP P1 Kết luận: Giáng áp trớc sau phao không phụ thuộc vào lu lợng dòng chảy. Ngời ta thiết kế với dụng cụ đo ứng với lu lợng ban đầu Q0 => tiết diện dòng fko => P = G số . Khi lu lợng Q tăng lên => đẩy phao lên => có f k tơng ứng. fP ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG Chú ý: Q = . f k -105- gV p p .F p - hệ số lu lợng. Nếu = const => Q tỷ lệ với fk Trong thực tế thớc chia độ ta xem = const. Lu lợng phụ thuộc vào môi chất cần đo ( ) nên thay đổi môi chất cần phải chia độ lại thêm hệ số bố (thờng ta khắc độ cho nớc không khí ) Cấu tạo: ống hình nón thủy tinh hay kim loại có độ dốc tg = 1: 100 Với ống thủy tinh hạn chế với áp suất P < KG/cm ; t < 100 oC. Với ống kim loại dùng đo thông số cao nhiều nhng phải có thêm cấu để nhìn thấy phao hay biết đợc vị trí phao. Phao làm thép, nhôm, đồng . hình dạng có nhiều loại, chúng thờng có rãnh xoắn dạng tròn xoay để phao dòng chảy. 4.5.2. Lu lợng kế piston Lu lợng kế piston đo dáng áp không đổi thờng thớc chia độ mà chuyển qua tín hiệu điện. Nguyên lý làm việc: Dòng chảy qua tiết diện chữ nhật. Dòng chảy đẩy piston => Q = K.X Các cân dùng để thay đổi khối lợng. Loại dùng đo chất có lớn nh dầu, nhờn, dầu đen áp suất đến 10 KG/cm2 t = 100 oC. Thờng lắp ống ngang trớc sau có đoạn ống thẳng dài. Lu lợng kế đo đợc : Q = 400 ữ 4000 kg/h. Xi lanh đợc làm mát cách bên có cánh tán nhiệt. 4.6. MộT số LƯU LƯợNG Kế ĐặC BIệT 4.6.1. Lu lợng kế kiểu nhiệt điện ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -106- a/ Lu lợng kế kiểu nhiệt lợng kế: Nhiệt kế điện trở Nguyên lý: đốt nóng dòng khí nguồn nhiệt có công suất không đổi. => Nhiệt lợng nhận đợc Qt = G.Cp .( t1 - t2 ) Q t = K .U .I K : đờng lợng nhiệt công. Qt = G. Cp . ( t1 - t2 ) = K . U . I = K . I . R G = K .I .R K .U = => G = f( t1 - t2 ) GP (t1 t ) R.C P (t1 t ) Thờng t = t1 - t2 = ữ oC Cách đạt độ xác đến 0,5% thờng để đo lu lợng nhỏ với ống có đờng kính d = ( ữ )mm, đặc tính động xấu cấu tạo lắp ráp cần xác (ít sử dụng thực tế). b/ Lu lợng kế kiểu dẫn nhiệt ( tốc kế gió ) Cấu tạo: 1, 5. thép 2. Sợi đối ( d = 0,05 mm ) 3. Cặp nhiệt 4. Thanh đỡ ( cách điện caosa ) hợp kim Ni - Cr ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -107- 6. Ampekế 7. Biến trở 8. Nguồn điện Nguyên lý : dựa vào dòng nhiệt dòng khí nhận - Dùng nguồn đốt sợi đốt dùng cặp nhiệt đo nhiệt độ sợi đốt tìm độ sai lệch mát gió lấy so với lý thuyết => đo đợc vận tốc gió. - Loại sử dụng 4.6.2. Lu lợng kế kiểu điện từ ống dẫn làm vật liệu không dẫn từ N vtb S BKĐ Nguyên lý: Dựa vào tính chất chất lỏng dẫn điện nh dây dẫn, chất lỏng chuyển động điện trờng sinh sđđ cảm ứng sđđ có quan hệ với lu lợng E = .B.Q.à D B : cảm ứng từ. : hệ số ứng từ. Thờng ta sử dụng từ trờng từ trờng xoay chiều để trách tợng phân cực. Đặc điểm loại quán tính nên tiện dùng đo thiết bị tự động, mát áp suất nhỏ có thớc chia độ phạm vi đo rộng => đo đợc lu lợng nhỏ. Nhợc điểm: Bộ phận đo phức tạp, khuếch đại cần có hệ số khuếch đại lớn không trực tiếp đo đợc lu lợng lớn tốn điện năng. Thờng dùng đo chất lỏng dẫn điện tốt nh : xút, axít, đờng, bột giấy đo máu y học. ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG -108- 4.6.3. Lu lợng kế siêu âm L Nguyên lý: Dựa vào sóng siêu âm A để suy lu lợng. B Loại cho dùng công nghiệp dùng để đo khí dễ nổ. 1- Máy phát sóng siêu âm. 2- Dụng cụ đo pha. 3- Đồng hồ xác định độ lệch pha. 4- Bộ khuếch đại. A- Bộ phát B- thu 4.6.4. Lu lợng kế dùng đồng vị phóng xạ Dùng đo dòng khí có nhiệt độ áp suất cao A E 2, - điện cực. - ống dẫn. E : Nguồn điện A : Đồng hồ để đo dòng Trên cực ngời ta quét lớp chất phóng xạ phóng xạ => dòng khí dẫn điện đợc đo đồng hồ => đo đợc vận tốc khí. Khi lợng phóng xạ giảm dần => độ xác kém. [...]... van) c/ Đo chất khí: - Tốt nhất đặt HAK cao hơn cửa TL Đờng lấy tín hiệu ở trên - Nếu áp kế đặt dới thì phải có van xả nớc đọng ( - ) Q ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -103- Cũng nh trên phải đảm bảo có nhiệt độ 2 đờng ống bằng nhau và tránh nớc đọng trong đờng tín hiệu d/ Cách ly môi chất cần đo với môi chất hiệu áp kế : Dùng khi đo các chất ăn mòn ta phải dùng các bình cách ly - Nếu chất cần đo có m/c... ly - Nếu chất cần đo có m/c < hak (của môi chất HAK) thì ta cho thêm chất có > m/c -Nếu m/c > hak thì ngợc lại a/ Nguyên lý : Bộ phận chính củarôtamét gồm 1 mc ống hình nón cụt đặt thẳng đứng bên trong có phao Phao có đờng kính < đờng kính trong của hak ống nên có thể tự do chuyển động lên xuống khi bị dòng môi chất đẩy lên và phao phải nằm đúng ở mc bị tâm Khi đo lờng phaohak dòng chảy đẩy lên... không có quán tính nên tiện dùng đo thiết bị tự động, mất mát áp suất nhỏ có thớc chia độ đều và phạm vi đo rộng => có thể đo đợc lu lợng rất nhỏ Nhợc điểm: Bộ phận đo phức tạp, bộ khuếch đại cần có hệ số khuếch đại lớn do đó không trực tiếp đo đợc lu lợng lớn và tốn điện năng Thờng dùng đo những chất lỏng dẫn điện tốt nh : xút, axít, đờng, bột giấy và đo máu trong y học ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -108-... cân bằng với trọng lợng của phao ở trong môi chất Giả sử phao có thể tích V p Tiết diện lớn nhất của phao là fp Trọng lợng riêng trung bình p trọng lực tác dụng lên là G => G = V p p.g Lực tác 4.5 LƯU LƯợNG Kế Có GIáNG áP KHÔNG ĐổI dụng lên phao do mất mát áp suất là : 4.5.1 Rôtamét F = ( P1 - P2 ) fp Ngoài ra còn lực tác động do vận tốc của dòng : W = 2 f p 2 - vận tốc của dòng - hệ số cản trở... với dụng cụ đo ứng với lu lợng ban đầu Q0 => tiết diện của dòng fko nào đó => P = G là hằng số Khi lu lợng Q tăng lên => đẩy phao lên => có f k tơng ứng fP ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 Chú ý: Q = f k -105- 2 gV p p F p - hệ số lu lợng Nếu = const => Q tỷ lệ với fk Trong thực tế thớc chia độ là đều vì ta đã xem = const Lu lợng còn phụ thuộc vào môi chất cần đo ( ) nên khi thay đổi môi chất cần phải... đặt đúng tâm Môi chất phải nằm trong trạng thái nhất định Nếu hơi nớc thì nên ở trạng thái quá nhiệt, nếu khí thì không nên có tạp chất và hơi nớc L1 L2 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -95- ứng với mỗi tiết lu ta đã quy định ứng với mỗi loại đờng ống khi ống không vừa thì ta phải thêm đo n nối và phải nằm trong giá trị cho phép 5- Sai số đo lu lợng: Đo lu lợng bằng phơng pháp tiết lu là phép đo gián tiếp,... thẳng đứng để tránh cặn, 2 đờng ống phải nằm sát nhau để tránh ảnh Q hởng của nhiệt độ Nếu ống tín hiệu cần đặt nghiêng thì góc nghiêng > 45 o Phải đặt bình thu khí và van xả khí tại điểm cao nhất của đờng ống Phải có van xả cạn của đờng ống Nếu môi chất đo có nhiệt độ cao thì phải cần tìm cách giữ nhiệt độ 2 ống nh nhau b/ Đo hơi nớc: - Đờng ống dẫn tín hiệu - Dùng bình cân bằng nớc đọng đặt hai bên... cân dùng để thay đổi khối lợng Loại này dùng đo những chất có lớn nh dầu, nhờn, dầu đen áp suất đến 10 KG/cm2 và t = 100 oC Thờng lắp ở các ống ngang trớc và sau có đo n ống thẳng dài Lu lợng kế có thể đo đợc : Q = 400 ữ 4000 kg/h Xi lanh đợc làm mát bằng cách bên ngoài có cánh tán nhiệt 4.6 MộT số LƯU LƯợNG Kế ĐặC BIệT 4.6.1 Lu lợng kế kiểu nhiệt điện ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -106- a/ Lu lợng kế... k 1 k ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -93- Trong trờng hợp ống Venturi = 1 : Thay Fo = m F1 ta có : Q =..m.F1 2g 1 ( P P2 ) 1 4- Các tham số cần thiết : a- Số Re : Vì muốn đơn giản, ở trên ta xem phân bố tốc độ trong tiết diện ống dẫn là không đổi, thực tế không đúng nh vậy, do có ma sát giữa môi chất và vách ống mà sự phân bố tốc độ của môi chất trong ống khác nhau và đặc tính của bất kỳ dòng... cột chất nớc và đàn hồi - Hiệu áp kế kiểu cột chất nớc đo hiệu áp hoặc giáng áp theo độ chênh cột chất nớc (loại ống thủy tinh, loại phao và loại vòng xuyến) P1 P2 = P1 P1 P2 < P1 h G P = ksin Hióỷu aùp kóỳ kióứu voỡn g xuyóỳn G ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -97- P2 P2 f f 0 0 0 h 0 H H P1 P1 P1 = P2 P1 > P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu chuọng - Hiệu áp kế kiểu đàn hồi do hiệu áp hoặc giáng áp theo độ xê dịch của . thì phải thêm hệ số bổ chính . P 1 A A P 2 d 0,3d A-A 0,1d 8-1 0d 3-4 d L d l 0 1 0,5 8 3 III 2g P 2 - P 1 2 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 4 -8 5- 4. 2.3. Đồng hồ đo tốc độ Các loại đồng hồ dùng đo. d- P : P = g. .h Ngoài ra ta có m = f(D) mà D = f(t o ) Ví dụ : D t = D 20 [1-C (t -2 0 )] d t = d 20 [1-C (t -2 0 )] Chú ý : trong công thức là 1 (cha ảnh hởng của tiết lu), đối với. NHIệT CHƯƠNG 4 -8 3- Đối với dòng chảy tầng tb = 1 2 max Đối với dòng chảy rối tb = 0 84, max 4. 2.2. ống pi tô a- Nguyên lý: Chất lỏng chảy trong ống khi bị ngăn lại thì động năng -& gt; thế