Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9710:2013 - ISO 4174:1998. Tiêu chuẩn về Ngũ cốc, đậu đỗ và hạt có dầu - đo tổn thất áp suất không khí thổi một chiều qua khối hạt rời. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9710:2013 ISO 4174:1998 NGŨ CỐC, ĐẬU ĐỖ VÀ HẠT CÓ DẦU - ĐO TỔN THẤT ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ THỔI MỘT CHIỀU QUA KHỐI HẠT RỜI Cereals, oilseeds and pulses - Measurement of unit pressure loss in one-dimensional air flow through bulk grain Lời nói đầu TCVN 9710:2013 hoàn toàn tương đương ISO 4174:1998 TCVN 9710:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F1 Ngũ cốc đậu đỗ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Định luật Kozeny-Carman dòng chảy mơi trường xốp xem xét áp dụng khối hạt (đặc biệt ngũ cốc đậu đỗ) xác nhận phù hợp Giá trị tổn thất áp suất phụ thuộc vào kích thước, độ xốp, độ ẩm dung trọng biểu kiến khối hạt điểm cụ thể, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí tương đối, mật độ vận tốc dòng khí vào Các thực nghiệm tiến hành theo kích thước cho phép ước tính hai thơng số: độ ẩm hình dạng (phép đo độ hạt) Các thơng số lại trở thành hệ số đặc trưng môi trường cần xác định: độ xốp diện tích riêng Từ kết thu được, dự đốn tổn thất áp suất theo dung trọng khác điểm cụ thể NGŨ CỐC, ĐẬU ĐỖ VÀ HẠT CÓ DẦU - ĐO TỔN THẤT ÁP SUẤT KHƠNG KHÍ THỔI MỘT CHIỀU QUA KHỐI HẠT RỜI Cereals, oilseeds and pulses - Measurement of unit pressure loss in one-dimensional air flow through bulk grain Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp đo tổn thất áp suất khơng khí thổi chiều qua khối hạt rời, cho phép tính tổn thất áp suất tồn phần hệ thống khơng khí Tổn thất áp suất tổng tổn thất áp suất: a) hệ thống thơng khí (ống dẫn v.v ); b) khối hạt (đối tượng tiêu chuẩn này); c) khơng khí qua ống dẫn vào khối hạt Tổn thất áp suất hệ thống thơng khí tổn thất áp suất khơng khí qua ống dẫn vào khối hạt, xem khơng đáng kể so với tổn thất áp suất khối hạt, vận tốc dòng khơng khí khơng vượt q giới hạn sau: - m/s đến 10 m/s ống dẫn chính; - m/s đến m/s ống dẫn thứ cấp; - 0,25 m/s vào khối hạt Nếu lý kinh tế mà vận tốc khơng khí cao giới hạn (lên đến 30 m/s ống dẫn chính) phải tính tổn thất áp suất gây hệ thống phân bố giải phóng khơng khí 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) ISO 3507:1976*) , Pyknomester (Máy đo tỷ trọng) Ngun tắc Dòng khơng khí qua khối hạt điều kiện đồng làm tăng tổn thất áp suất mét chiều dài khối hạt qua, biểu thị hàm vận tốc thời điểm khơng khí vào khối hạt Phương trình dòng chảy, tính tổn thất áp suất khối hạt, xác định từ đồ thị thực nghiệm Thiết bị, dụng cụ 4.1 Thiết bị đo tổn thất áp suất (xem Hình 1) Khối hạt đặt khoang đo có thành nhẵn gồm khối hình trụ có hai van áp suất thành, cách 500 mm, hệ ống có ống có đường kính mm tiếp xúc với hạt Có khoang áp suất đáy lưới mịn để hạt không bị kẹt Kích thước tính milimet CHÚ DẪN: Quạt, bơm máy nén (ví dụ: cơng suất m3/h) Dụng cụ đo dòng Bình giảm sốc (ví dụ: dung tích 1,5 dm3) Khoang đo 3 Khoang nén (ví dụ: dung tích 25 dm ) Kính hiển vi quang sợi Van kim Áp kế hình chữ U Nơi khí Hình - Sơ đồ thiết bị đo tổn thất áp suất *) ISO 3507:1976 hủy, có ISO 3507:1999 Quạt, bơm máy nén, nén khơng khí vào bình giảm sốc Khơng khí sau đẩy vào khoang nén gắn với van kim, mở đóng, để điều chỉnh dòng khơng khí qua khối hạt Lưu lượng dòng khí đo dụng cụ đo dòng chảy (ví dụ: dụng cụ đo quay) Cuối cùng, áp suất khơng khí trước dụng cụ đo lưu lượng dòng chảy đo áp kế (ví dụ: áp kế hình chữ U), tổn thất áp suất 500 mm đo vi áp kế (ví dụ: miniscope) với độ xác 0,1 Pa 4.2 Nhiệt kế gắn với ghi, để đo ghi nhiệt độ khơng khí vào khối hạt 4.3 Ẩm kế bầu khơ - ướt có quạt, dụng cụ đo khác có độ xác tương đương (ví dụ: ẩm kế điện dung dụng cụ đo điểm sương) để đo ghi nhiệt độ bầu ướt bầu khơ khơng khí q trình thử nghiệm 4.4 Áp kế, để đo ghi áp suất khơng khí (phù hợp với u cầu tiêu chuẩn này) 4.5 Máy đo tỷ trọng, phù hợp với ISO 3507 4.6 Máy làm hạt phòng thử nghiệm, làm hạt để thử nghiệm Cách tiến hành 5.1 Phương pháp cấp liệu Phép thử cần tiến hành với khối hạt làm hoàn toàn máy làm (4.6), có đặc tính loại tạp chất khác phải đưa vào báo cáo thử nghiệm Tiến hành hai phép thử độc lập với hai phương pháp cấp liệu khoang thử Để mô cách cấp liệu từ đường ống, rót hạt vào phễu, giữ phễu cho cuống phễu tiếp xúc với bề mặt hạt khoang Đưa phễu vào từ từ để hạt chảy vào khoang độ cao gần zero Bổ sung hạt liên tục vào phễu để trì mức hạt phễu chảy xuống chậm Để mơ cách cấp liệu từ máy rải hạt, rót hạt từ độ cao 200 mm lên mặt sàng có lỗ sàng thích hợp để hạt lọt qua hạt Dịch chuyển từ từ sàng lên phía để giữ lại chiều cao rơi hạt sàng bề mặt hạt khoang 800 mm tạo khối hạt lấp đầy tự nhiên 5.2 Dựng đồ thị thực nghiệm biểu diễn tổn thất áp suất hàm vận tốc khơng khí 5.2.1 u cầu chung Việc xác định tổn thất áp suất ( p) hàm vận tốc khơng khí (Uo), đòi hỏi phải lặp lại phép đo dòng khí giảm dòng khí tăng (cấp liệu lại khoang chứa hạt lần đo) Cần tính đến việc khối hạt bị nén nhẹ trình thực nghiệm Lặp lại thử nghiệm ba lần trường hợp giảm tăng tốc độ dòng 5.2.2 Tiến hành đo Đối với tốc độ dòng khác (qo), tính mét khối giây, dùng thực nghiệm đo dụng cụ đo dòng để xác định; a) áp suất khơng khí vào khoang đo, P, tính pascal, đo áp kế (hoặc áp kế hình chữ U) (xem 4.1); b) tổn thất áp suất, p, tính pascal, đọc áp kế (xem 4.1) 5.2.3 Các thông số cần xác định 5.2.3.1 Các thông số phụ thuộc vào hạt Xác định sau: a) Dung trọng biểu kiến khối hạt khoang đo, , tính kilogam mét khối s Tiến hành cân trước sau khối hạt bị xẹp, đo lượng hạt xẹp Giá trị thu trung bình cộng giá trị dung trọng biểu kiến đo b) Dung trọng hạt khối hạt, , tính kilogam mét khối v Dung trọng xác định máy đo tỷ trọng (4.5) 5.2.3.2 Các thông số khác Xác định sau: a) Áp suất khí quyển, pa, tính pascal Đo áp suất khí áp kế (4.4) dùng số liệu quan khí tượng học b) Nhiệt độ bầu khơ, , tính độ Celsius Đo nhiệt độ nhiệt kế (4.2) c) Nhiệt độ khơng khí vào khối hạt, , tính độ Celsius c Đo nhiệt độ dùng nhiệt kế (4.2) d) Hàm lượng nước bay khơng khí,w, tính kilogam nước kilogam khơng khí Hàm lượng xác định dụng cụ đo ẩm có thơng (4.3) biểu đồ độ ẩm, tính theo cơng thức có liên quan đến độ ẩm khơng khí e) Thể tích riêng khơng khí, v, tính mét khối kilogam Đại lượng xác định cách sử dụng biểu đồ độ ẩm tính theo cơng thức liên quan đến độ ẩm khơng khí f) Diện tích tiết diện khoang đo, A, tính mét vng Tính sau: a) Tỷ trọng khơng khí xung quanh, , tính kilogam mét khối: a a b) Tỷ trọng khơng khí hiệu chỉnh, = , tính kilogam mét khối: 0 = a x x Trong T0 nhiệt độ chuẩn, tính kelvin (= 293 K); Ta nhiệt độ khơng khí vào ống dẫn, tính kelvin (= 273 + ); áp suất khí chuẩn (101,325 Pa) 5.2.4 Phép tính để xác định Uo P Tỷ trọng khơng khí dụng cụ đo dòng, sau: , tính kilogam mét khối, tính r r = x x Trong đó: p1 áp suất đo trước dụng cụ đo dòng, tính pascal (p = pa + P); Tc nhiệt độ khơng khí vào khối hạt, tính kelvin (= 273 + ) c Dòng khơng khí thực qua dụng cụ đo dòng, qr, tính mét khối giây, theo cơng thức: qr q0 r Trong q0 tốc độ dòng dụng cụ đo dòng, tính mét khối giây Áp suất khoang đo, pc, tính pascal, theo cơng thức: pc p p3 Trong đó: p3 áp suất đo điểm đo áp suất gần đỉnh khối hạt khoang, tính pascal; p tổn thất áp suất 0,5 m đọc dụng cụ để đo tổn thất áp suất (4.1), tính pascal Tỷ trọng khơng khí khoang đo, pc, tính kilogam mét khối, tính theo cơng thức: c = x x Dòng khơng khí khoang đo, qc, tính mét khối giây, theo cơng thức: qc qr r c Vận tốc khơng khí khoảng đo, Uo, tính mét giây, theo cơng thức: U0 = Trong A diện tích tiết diện khoang đo, tính mét vng Tổn thất áp suất, P, tính pascal mét, theo cơng thức: P= P 0,5 5.2.5 Biểu thị kết Các kết ghi tính tốn phải đưa vào Bảng Tổn thất áp suất ( P) ghi giấy "module log-log 2" hàm vận tốc thời điểm khơng khí vào khối hạt (U0), đọc phần mềm thích hợp Bảng Số đọc dụng cụ đo dòng (thang đo chuẩn) 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 P Pa p Pa q0 m /s p1 Pa r kg/m3 pc Pa c kg/m3 qc U0 m/s m /s p Pa/m 40 5.3 Phương trình dòng Sau vẽ đồ thị thực nghiệm, phương trình hồi quy Kozeny-Carman áp dụng sau: P cI k (1 )2 S U0 g h (1 g )S U 02 Trong đó: I chiều dài tương ứng với P, tính mét, (I = 1m); k số (= 5); độ nhớt động khơng khí, tính mét vng giây (m 2/s): 101,325 x 10 20 0,006 pa 0,152 x 10 c độ xốp; nghĩa thể tích khoang trống đơn vị thể tích điểm cụ thể: s v S diện tích riêng khối hạt, tính mét vng mét khối rắn, phụ thuộc vào kích thước đặc tính khối rắn (xem Phụ lục A); h số Burke-plummer, phụ thuộc vào đặc tính khối hạt (xem Phụ lục A); g gia tốc rơi tự chuẩn hạt, tính mét giây bình phương (= 9,81 m/s 2); U0 vận tốc không khí vào khối hạt, tính mét giây (m/s) Từ hai điểm chọn thích hợp, suy giá trị S h tương ứng Nhìn chung, việc tính tốn hiệu chỉnh thực từ điểm thực nghiệm, sử dụng phương pháp bình phương nhỏ 5.4 Phương trình dòng hiệu chỉnh Trong thực tế, phương trình dòng có tính đến ảnh hưởng thành khoang đo dùng để thu giá trị thực S Do đó, diện tích riêng hiệu chỉnh S tính theo: S' = S Trong d đường kính khoang đo, tính mét Biểu thị kết Đối với mẻ hạt cho có tính đến: - dung trọng khối hạt, - dung trọng biểu kiến điểm cụ thể khối hạt, - vận tốc thời điểm dòng khí vào khối hạt Phương trình dòng hiệu chỉnh cho phép tổn thất áp suất dòng khơng khí chiều thổi qua khối hạt xác định sau: P c k s'2 g U0 c h S ' (1 g ) U 02 Áp dụng thực tế 7.1 Dự báo tổn thất áp suất dung trọng biểu kiến khác điểm cụ thể Các kết thực nghiệm liên quan đến khối hạt bị nén nhẹ Thực tế, dung trọng biểu kiến điểm cụ thể silô thay đổi tùy thuộc vào chiều cao hạt rơi xuống chiều cao kho bảo quản Vì cần lập phương trình S' (xem 5.3 đến 5.4) để tính tổn thất vị áp suất dung trọng biểu kiến khác thời điểm cụ thể 7.2 Tổn thất áp suất khối hạt Tổn thất áp suất khối hạt ( Ptổn thất) tính theo cơng thức: Ptổn thất = P x h Trong h chiều cao khối hạt khoang, tính mét, trường hợp dòng khí thổi ngược trường hợp khác h chiều dài qng đường khơng khí dịch chuyển qua lớp hạt, tính mét Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải nêu rõ: - thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ mẫu thử; - phương pháp thử sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này; - phương trình dòng chảy hiệu chỉnh sử dụng; - kết thử thu được; - tất chi tiết thao tác không quy định tiêu chuẩn này, tùy chọn với chi tiết bất thường khác ảnh hưởng tới kết PHỤ LỤC A (Tham khảo) XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH RIÊNG CỦA HẠT, S, VÀ HẰNG SỐ BURKE-PLUMMER h Đo kích thước đặc tính 80 hạt loại ẩm độ: L chiều dài hạt I chiều rộng hạt h chiều dày hạt (từ mặt đáy đến mặt trên) W chiều rộng đường rãnh hạt D chiều sâu đường rãnh hạt Tính diện tích thể tích hạt trung bình loại hạt độ ẩm khơng khí Để làm điều này, xem hạt có dạng nửa khối elip, có trục khơng từ suy ra, mặt phẳng, lăng kính tam giác đứng có chiều dài tiết diện với chiều dài tiết diện tương ứng hạt đường rãnh: Ba nửa trục a', b' c': a' = L/2 b' = h c' = I/2 Khối elip có trục khơng so sánh với khối elip tròn xoay có nửa trục bằng: a= b = a' = I/2 Diện tích hình chiếu khối elip tròn xoay (a > b) tính theo tổng dãy sau đây: S ' a 2 b2 1 (a b ) ( a b ) a2 a2 ( a b )3 a2 Diện tích bề mặt khối elip có trục khơng tính theo công thức: S' a' b ' S ( a' b' ) Thể tích khối elip có trục khơng tính theo cơng thức: V' a ' b' c ' Do tính được: a) diện tích bề mặt riêng S (tính cm2/cm3)(tỷ lệ tổng diện tích bề mặt khối hạt thể tích chứa); b) số Burke-Plummer h , thu từ tổn thất áp suất đo phù hợp với quy trình nêu từ cơng thức nêu Điều Khi xác định số tính tổn thất áp suất theo giá trị vận tốc khơng khí khác nhau, sử dụng công thức nêu ... phải nêu rõ: - thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ mẫu thử; - phương pháp thử sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này; - phương trình dòng chảy hiệu chỉnh sử dụng; - kết thử thu được; - tất chi tiết... dm ) Kính hiển vi quang sợi Van kim Áp kế hình chữ U Nơi khí Hình - Sơ đồ thiết bị đo tổn thất áp suất *) ISO 3507:1976 hủy, có ISO 3507:1999 Quạt, bơm máy nén, nén khơng khí vào bình giảm sốc... thử nghiệm 4.4 Áp kế, để đo ghi áp suất khơng khí (phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn này) 4.5 Máy đo tỷ trọng, phù hợp với ISO 3507 4.6 Máy làm hạt phòng thử nghiệm, làm hạt để thử nghiệm Cách tiến