Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6627-2A:2001

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6627-2A:2001 sử dụng để xác định hiệu suất của máy điện quay; hoặc bằng cách xác định tổn hao tổng theo tải; hoặc bằng cách xác định tổn hao riêng và từ đó xác định tổn hao tổng qui ước bằng tổng các tổn hao riêng. Mời các bạn cùng tham khảo.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6627-2A : 2001 IEC 34-2A : 1974 Bổ sung lần thứ cho TCVN 6627-2 : 2001 (IEC 34-2 : 1972) MÁY ĐIỆN QUAY - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT CỦA MÁY ĐIỆN QUAY (KHÔNG KỆ MÁY ĐIỆN DÙNG CHO XE KÉO) ĐO TỔN HAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LƯỢNG Rotating electrical machines - Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles) Measurement of losses by the calorimetric method Lời nói đầu TCVN 6627-2A : 2001 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn IEC 34-2A : 1974; TCVN 6627-2A : 2001 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E2 Máy điện khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường (nay Bộ khoa học Công nghệ) ban hành Tiêu chuẩn chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật MÁY ĐIỆN QUAY - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT CỦA MÁY ĐIỆN QUAY - (KHÔNG KỆ MÁY ĐIỆN DÙNG CHO XE KÉO) ĐO TỔN HAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LƯỢNG Rotating electrical machines - Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles) Measurement of losses by the calorimetric method Mở đầu Phương pháp đo nhiệt lượng sử dụng để xác định hiệu suất máy điện quay: - cách xác định tổn hao tổng theo tải; - cách xác định tổn hao riêng từ xác định tổn hao tổng qui ước tổng tổn hao riêng Tùy trường hợp mà phép đo nhiệt lượng thực theo hai cách khác nhau: - cách đo lượng môi chất làm mát độ tăng nhiệt môi chất làm mát (phương pháp trực tiếp); - cách hiệu chuẩn độ tăng nhiệt môi chất làm mát Phép đo nhiệt lượng cần thực riêng cho mạch làm mát, mạch làm mát sơ cấp, mạch làm mát thứ cấp Các phương pháp xác định tổn hao nêu tiêu chuẩn xây dựng để áp dụng cho máy phát cỡ lớn, nguyên tắc sử dụng áp dụng cho máy điện khác 3.1 Danh mục ký hiệu Bổ sung ký hiệu sau vào liệt kê ký hiệu có: Pi = tổn hao bên bề mặt chuẩn Pe = tổn hao bên bề mặt chuẩn P1 = tổn hao tiêu tán mạch làm mát dạng nhiệt đo phương pháp nhiệt lượng P2 = tổn hao không truyền tới môi chất làm mát mà bị tiêu tán qua bề mặt chuẩn dẫn nhiệt, đối lưu, xạ, rò nhiệt, v.v… cp = nhiệt dung riêng môi chất làm mát Q = lưu lượng theo thể tích mơi chất làm mát = tỷ trọng môi chất làm mát ∆t = độ tăng nhiệt môi chất làm mát chênh lệch nhiệt độ bề mặt chuẩn máy điện nhiệt độ mơi trường bên ngồi v = vận tốc đầu mơi chất làm mát = hệ số phóng điện e = sai số phép đo tổn hao, P1 P2 h = hệ số truyền nhiệt ∆p = chênh lệch áp suất tĩnh họng vào áp suất môi trường A = mặt cắt ngang họng vào t = nhiệt độ t1 = nhiệt độ đầu vào môi chất làm mát t2 = nhiệt độ đầu môi chất làm mát b = áp suất khí áp kế Điều 17 TCVN 6627-2 : 2001 (IEC 34-2) thay sau: Mục – Qui định chung Để cho phép phân loại tổn hao tổng, phải xác định “bề mặt chuẩn” cho máy điện Đây bề mặt bao hoàn toàn máy điện cho tổn hao sinh bên máy điện (Pi) tiêu tán qua bên ngồi (xem hình 1) Tổn hao tổng máy điện bao gồm: - tổn hao bên bề mặt chuẩn Pi; - tổn hao bên bề mặt chuẩn Pe; Tổn hao bên bề mặt chuẩn Pi chia thành hai loại: Pi = P1 + P2 P1: tổn hao đo phương pháp nhiệt lượng tiêu tán dạng nhiệt mạch làm mát Thành phần phần tổn hao (tổn hao bên đo được); P2: tổn hao không truyền đến môi chất làm mát mà tiêu tán qua bề mặt chuẩn dẫn nhiệt, đối lưu, xạ rò nhiệt, v.v… Tổn hao phần nhỏ tổn hao tổng tính (tổn hao bên đo được) Chú thích – P2 âm, bị trừ nhiệt truyền từ vào bề mặt chuẩn Tổn hao bên ngồi bề mặt chuẩn (Pe) tạo thành phần tổn hao qui định cần đo riêng Chú thích – Tổn hao ổ đỡ bên bề mặt chuẩn tính vào tổn hao P i Xác định tổn hao P1 phép đo lưu lượng theo thể tích độ tăng nhiệt môi chất làm mát Trong điều kiện hoạt động ổn định đạt cân nhiệt, tổn hao tiêu tán qua môi chất làm mát là: P1 = cp Q ∆t kW cp – nhiệt dung riêng mơi chất làm mát tính kJ/(kg oC) áp suất p Q – lưu lượng theo thể tích mơi chất làm mát tính m 3/s – tỷ khối mơi chất làm mát tính kg/m3 nhiệt độ điểm đo dòng chảy ∆t – độ tăng nhiệt mơi chất làm mát tính theo oC Nếu mơi chất làm mát nước phương pháp đo đề cập mục Nếu môi chất làm mát khơng khí phương pháp đo đề cập mục Chú thích – Tổn hao sinh ổ đỡ đo cách dùng dầu môi chất làm mát ưu tiên đo phía nước trao đổi nhiệt dầu – nước đặc tính nhiệt nước biết rõ Tổn hao Pi xác định phép đo điện dùng phương pháp hiệu chuẩn nhiệt lượng 3.1 Qui định chung Trong phương pháp này, đường cong hiệu chuẩn quan hệ độ tăng nhiệt môi chất làm mát với tổn hao tiêu tán máy điện xác định thử nghiệm tiến hành điều kiện mà tổn hao Pi đo trực tiếp phương pháp điện Phương pháp không yêu cầu ước lượng giá trị tổn hao P2 miễn điều kiện trình thử nghiệm điều chỉnh đúng, phương pháp sử dụng phép đo nhiệt lượng trực tiếp mạch làm mát khơng thể thực có khó khăn thực 3.2 Tạo tổn hao để hiệu chuẩn Tổn hao máy điện phải sinh từ nguồn điện để đo cách xác Tổn hao sinh máy điện, a) dạng tổn hao máy điện thông thường, tức cách cung cấp điện cho máy điện theo cách thơng thường vận hành điều kiện khơng tải có tải, tùy theo tổn hao yêu cầu; b) dạng tổn hao nhiệt từ điện trở đặc biệt lắp bên máy điện để thử nghiệm cho tổn hao tạo dòng nhiệt tương tự lượng nhiệt tạo máy điện điều kiện bình thường Để đạt độ xác lớn nhất, điều cốt yếu lượng tổn hao dùng để vẽ đường cong hiệu chuẩn phải bao hàm giá trị mong muốn đo phương pháp hiệu chuẩn nhiệt lượng Khi điều đạt được, muốn ngoại suy đường cong hiệu chuẩn phải thỏa thuận 3.3 Đo tổn hao thực Khi có đường cong hiệu chuẩn, máy điện vận hành điều kiện tương tự, tổn hao cần đo tổn hao sinh máy điện Đo độ tăng nhiệt chất làm mát đối chiếu với đường cong hiệu chuẩn cho phép xác định tổn hao thực 3.4 Các điều kiện cần thỏa mãn trình hiệu chuẩn thử nghiệm Máy điện phải đặt điều kiện vật lý giống hiệu chuẩn thử nghiệm, tức giống vỏ bọc, làm mát bố trí lắp đặt Nhiệt độ xung quanh điều kiện môi trường phải trì giống tốt Dòng chất làm mát cần giữ nguyên nhiệt độ gần với nhiệt độ “được làm mát” tốt Các điều kiện ổn định mô tả điều cần đạt trước đo giá trị thử nghiệm cuối điều kiện xác định mục 1, phải tuân thủ chỗ có liên quan đến phương pháp 4 Điều kiện ổn định Nếu điều kiện làm việc nhiệt độ đầu vào môi chất làm mát đủ ổn định, cân nhiệt coi đạt phép đo độ tăng nhiệt lưu lượng theo thể tích mơi chất làm mát cho thấy tổn hao không thay đổi nằm khoảng ±1% thời gian h, độ tăng nhiệt môi chất làm mát không thay đổi ±1% 1h, lưu lượng theo thể tích khơng thay đổi Nếu nhiệt độ đầu vào môi chất làm mát nhiệt độ cuộn dây thay đổi lớn ± 0,3oC/h, khó đạt cân nhiệt Trong trường hợp này, nên sử dụng giá trị nhỏ Đối với phép đo nhiệt lượng khơng khí, điều kiện xem tiêu ổn định nhiệt Tuy nhiên, để xác định tổn hao tổng không yêu cầu dung sai nghiêm ngặt phép đo cho phép thay đổi ± 0,5oC/h Nếu nhiệt độ đầu vào môi chất làm mát không phù hợp với điều kiện qui định trên, ngừng thử nghiệm đến có điều kiện phù hợp Khoảng thời gian thử nghiệm thay đổi phụ thuộc vào phương pháp đo tổn hao, từ 10 h đến 20 h việc xác định tổn hao đầy tải, từ 15 h đến 30 h việc xác định tổn hao không tải Tổn hao P2 không truyền đến môi chất làm mát Tổn hao bao gồm: - tổn hao tiêu tán móng trục dẫn nhiệt; tổn hao thường khơng đáng kể khó đo; - tổn hao tiếp xúc mặt máy điện với khí xung quanh (đối lưu) với phương tiện che chắn (bức xạ); - tổn hao thay đổi động lưu thơng khơng khí làm mát máy điện có hệ thống làm mát mạch hở Tổn hao nhìn chung nhỏ tính theo cơng thức sau: P= Q v kW 000 Q = lưu lượng theo thể tích khơng khí, tính m3/s = khối lượng riêng khơng khí, tính kg/m3 v = vận tốc đầu khơng khí, tính m/s Để giảm đến tối thiểu tổn hao P2 (kể tổn hao thơng gió), điều kiện thử nghiệm cải thiện cách thay đổi lưu lượng theo thể tích nhiệt độ mơi chất làm mát để giảm chênh lệch nhiệt độ hệ thống khơng khí bao quanh Tuy nhiên, cần ý để đảm bảo độ xác phép đo nhiệt độ không bị ảnh hưởng nhiệt độ xung quanh Biện pháp dự phòng quan trọng phép đo tổn hao riêng rẽ Tổn hao P2 giảm đến tối thiểu cách bọc cách nhiệt thích hợp lên bề mặt phần xạ máy điện, tính tốn phải tính đến đặc tính truyền nhiệt biết vật liệu cách nhiệt Phương pháp đặc biệt phù hợp nơi khó ngăn dòng khơng khí bên ngồi khó trì cách tương đối điều kiện nhiệt độ mơi trường không đổi Trong thực tế, nên tiến hành thử nghiệm cho tổn hao P nhỏ 2,5% tổn hao Pi đo đầy tải, nhỏ 5% Pi xác định phép đo tổn hao riêng, xét đến tổn hao tiêu tán bề mặt máy điện Tổn hao tính theo cơng thức: Tổn hao P2 = h x diện tích (m2) x ∆t (oC) đó: ∆t = chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ mặt chuẩn máy điện nhiệt độ khơng khí mơi trường bên Thừa nhận h tổn hao tiêu tán bề mặt, nằm khoảng 10 W 20 W/(m 2.oC), giá trị hợp lý 15 W/(m2.oC) có biện pháp dự phòng để loại bỏ dòng khơng khí bề mặt truyền nhiệt Hệ số dùng phải thỏa thuận người mua nhà chế tạo Ví dụ: Để xác định h tổn hao tiêu tán từ bề mặt tiếp xúc với khơng khí là: - mặt ngồi h = 11 + v W/(m2.oC) đó: v vận tốc khơng khí mơi trường tính m/s, - bề mặt nằm hoàn toàn bên mặt máy điện: h = + 3v W/(m 2.oC) đó: v vận tốc khơng khí làm mát tính m/s (hình 1) Tổn hao bên bề mặt chuẩn Pe Tổn hao Pe chủ yếu gồm thành phần sau: - tổn hao biến trở nằm mạch kích thích chính, mạch điều chỉnh điện áp, mạch kích thích song song mạch kích thích độc lập máy kích thích; - tổn hao máy kích thích vành trượt mạch làm mát chúng độc lập với mạch làm mát máy điện chính; - tổn hao ma sát ổ đỡ, tùy thuộc hoàn toàn hay phần vào việc ổ đỡ nằm hoàn toàn hay phần bên bề mặt chuẩn Tổn hao trên, xác định riêng, phải cộng vào tổn hao bên P i Mục – Môi chất làm mát nước Áp dụng mối quan hệ Phương pháp áp dụng cho máy điện có hệ thống làm mát sơ cấp kín dùng nước chất làm mát thứ cấp, phương pháp đo xác thuận tiện Sơ đồ nối điển hình cho làm mát nối song song nối tiếp cho hình hình Tổn hao tiêu tán nước tính theo cơng thức sau: P1 = cp Q ∆t kW cp = nhiệt dung riêng nước tính theo kJ/ (kg.oC) (ở áp suất không đổi p = 0,1 MN/m2) xác định từ hình 4, giá trị trung bình tích phân c p, nhiệt độ đầu vào t1 nhiệt độ đầu t2 nước = khối lượng riêng nước (kg/m3) đường cong hình điểm đo lưu lượng Q (m3/s) ∆t = t2 – t1 độ tăng nhiệt nước tính oC Khi có nghi ngờ độ xác hệ số dùng cho cp , đặc biệt nước làm mát có chứa muối, cần thiết phải đo cp Khi tiến hành phép đo, hiệu chuẩn thiết bị đo, phải cẩn thận yếu tố định để đạt kết xác Đo lưu lượng nước Để dễ dàng đo độ tăng nhiệt nước, lưu lượng nước cần khống chế van đặt sau cơng tơ nước Lưu lượng theo thể tích nước đo phương pháp sau: - bồn chứa hiệu chuẩn; - đập chắn đập chắn có cửa van tiêu chuẩn hóa; - cơng tơ hiệu chuẩn xác; - lưu lượng kế điện từ kiểu cách hướng; - khoét lỗ, thiết bị đo venturi họng vào theo khuyến cáo ISO R541 8.1 Khuyến cáo đo lượng nước 8.1.1 Đo bồn chứa hiệu chuẩn Thể tích bồn chứa phải cho thời gian đổ đầy Các kích thước bồn chứa thể tích xác định qua tính tốn phải cho thay đổi thể tích khơng q 0,02% áp lực nước Lưu lượng theo thể tích nước qua hệ thống làm mát q trình đo phải khơng bị ảnh hưởng Thời gian phải đo hai đồng hồ bấm giây cách đồng thời thiết bị đo thời gian điện 8.1.2 Đo lưu lượng kế thể tích lưu lượng kế tốc độ Lắp đặt lưu lượng kế thể tích lưu lượng kế tốc độ ống phải phù hợp với dẫn nhà chế tạo (các đoạn ống trước sau, vị trí, v.v…) lưu ý để khơng có bọt khí nước Các thiết bị đo cần hiệu chuẩn trước sau phép đo điều kiện giống trình đo, đặc biệt tuân thủ phương pháp lắp đặt thiết bị đo theo khuyến cáo nhà chế tạo Trong trường hợp phép đo thể tích, thời gian phải đo với hai đồng hồ bấm giây đồng thời, thiết bị đo thời gian điện Thời gian đo phải đủ dài để đảm bảo đủ xác không nhỏ Nếu đo lưu lượng kế đọc kết trực tiếp, phải đọc kết khoảng 20 lần lấy giá trị trung bình Chú thích – Nên xác định, theo thỏa thuận nhà chế tạo người mua, điểm đo khác thiết lập sơ đồ bố trí nhà máy điện Ở số điều kiện định, chí nên kèm theo phương tiện để lắp đặt tháo rời thiết bị đo mà không làm gián đoạn hoạt động máy điện (xem hình 9) Đo độ tăng nhiệt nước Phép đo thực cách sau: - đầu đo nhiệt loại điện trở nhiệt ngẫu, ưu tiên loại platin đặt trực tiếp nước bầu chứa nhiệt kế đựng dầu, đặt đối diện để đọc trực tiếp độ tăng nhiệt nước Đầu đo nhiệt loại điện trở platin cho độ xác cao hơn; - nhiệt kế xác đặt bầu chứa nhiệt kế đựng dầu Để giảm sai số, nhiệt kế phải đổi chỗ cho sau lần đọc dầu phải giữ mức chuẩn Thiết bị đo phải hiệu chuẩn trước sau thử nghiệm Kết đo nhiệt độ, kể chênh lệch nhiệt độ tổn hao làm mát đường ống nối điểm đo coi 1oC mức giảm áp 4,2 MN/m2 Tổn hao tương ứng với mức giảm áp cần rút khỏi tổn hao tổng đo theo phương pháp Thiết bị tự ghi sử dụng phương pháp đo cho phép 9.1 Bố trí bầu chứa nhiệt kế (hình 5) Bầu chứa nhiệt kế nên đặt gần tốt, hốc máy phát, cách hốc máy phát khoảng cho lắp đặt van cánh bướm cân đề cập Khi cần, ống nước cách nhiệt để tránh truyền nhiệt Nhiệt độ nước vị trí bầu chứa nhiệt kế phải đồng Cần lắp van dẫn hướng cân để có lưu lượng đồng Màng phải có (hoặc hai) cút 90 o ống có chiều dài khoảng 20 lần đường kính Khi có nhiều làm mát, lưu lượng nước từ làm mát phải điều chỉnh để nhiệt độ đầu nhau; làm mát đo riêng Độ sâu bầu chứa nhiệt kế phải từ 0,6 đến 0,8 lần đường kính ống Thành mỏng tốt làm vật liệu dẫn nhiệt tốt 9.2 Lắp đặt thiết bị đo bên bầu chứa nhiệt kế Thiết bị đo đặt gần bầu chứa tốt, bầu chứa phải đổ dầu phần để tăng tiếp xúc nhiệt Để tránh trao đổi nhiệt với khơng khí, bầu chứa phải nút kín Khi nhiệt độ đo đầu đo nhiệt loại điện trở nhiệt ngẫu, dây dẫn phải đặt tiếp xúc với mặt ống đoạn dài khoảng 25 cm cách nhiệt (xem hình 5) 10 Độ xác phép đo Độ xác xác định tổn hao phương pháp nhiệt lượng kế phụ thuộc vào phương pháp đo, loại thiết bị đo sử dụng sai số ước lượng tổn hao P Hai mức sai số đo cho bảng đây: - mức A tương ứng với độ xác cao đạt được; - mức B tương ứng với độ xác chấp nhận phù hợp với đa số trường hợp Nếu sai số tương đối theo Pi gây sai số P2 lớn 1,5% trường hợp mức A, lớn 3% trường hợp mức B phương pháp đo nhiệt lượng khơng nên sử dụng Có số sai số chung cho phương pháp đo, ví dụ, qui mơ tương đối phép đo tốc độ, điện áp cường độ, v.v… Chú thích – Phép đo nhiệt lượng nước nhìn chung xác khơng khí Cũng vậy, có bọt khí nước (được phát qua cửa sổ quan sát), việc loại bỏ chúng để sử dụng phương pháp đo nhiệt lượng nước thích hợp sử dụng phương pháp đo nhiệt lượng với khơng khí Bảng – Sai số phép đo phương pháp nhiệt lượng nước Điều Số lượng Ảnh hưởng sai số e % Pi Mức A Cân nhiệt 1) ≤1 Nhiệt dung riêng x tỷ trọng nước ≤1 Lưu lượng theo thể tích ≤1 Độ tăng nhiệt ≤1 Ước lượng tổn hao P2 2) ≤ 0,5 Mức B ≤3 ≤ 1,5 Tổn hao Pi: độ tin cậy 95% Giới hạn sai số = e2 ≤ 2,5 ≤5 1) Nếu khơng đạt cân nhiệt, sai số đáng kể 2) Nhận giá trị nhỏ thực biện pháp dự phòng điều Nhận giá trị lớn mức A P2 nhỏ 5% Pi Mục – Môi chất làm mát khơng khí Phép đo thực mạch sơ cấp 11 Ứng dụng quan hệ Phép đo mạch sơ cấp yêu cầu kinh nghiệm áp dụng khí động học Phương pháp đo sử dụng thay đổi theo cỡ máy kiểu thơng gió Phép đo nhiệt lượng khơng khí có ưu điểm áp dụng cho hệ thống thơng gió, dù mạch hở hay kín Khơng thiết bị đo đặc biệt phải đưa vào máy điện lắp ráp Do đó, phép đo nhiệt lượng khơng khí tiến hành máy điện lắp đặt thiết kế riêng cho kiểu đo Tuy nhiên, có khó khăn định phép đo vận tốc khơng khí khơng đồng qua phần đo nhiệt độ không đồng Phương pháp đo nhiệt lượng không khí phải sử dụng khi: - máy điện hở hồn tồn, mạch làm mát và, đó, mạch nước thứ cấp khơng có sẵn; - nước mạch thứ cấp có bọt khí làm cho phép đo lưu lượng nước khơng xác khơng thể áp dụng phương pháp đo lưu lượng nước khác; - khơng có thiết bị lắp vào mạch nước thứ cấp để đo nhiệt độ lượng nước, việc lắp đặt thêm thiết bị đo không thực Cũng phép đo nhiệt lượng nước, phép đo nhiệt lượng khơng khí cần đạt cân nhiệt Dòng khơng khí mạch sơ cấp khơng khí lạnh nóng khơng làm ảnh hưởng đến phép đo nhiệt lượng việc trao đổi khí diễn hồn tồn bên bề mặt chuẩn Mục đích phép đo nhiệt lượng khơng khí để đo tổn hao (mục 1) Để có tổn hao này, cần xác định: - lưu lượng khí theo khối lượng Q; - độ tăng nhiệt khơng khí ∆t; - nhiệt dung riêng cp khơng khí áp suất không đổi 12 Xác định tốc độ theo khối lượng dòng khí Để xác định tốc độ theo khối lượng dòng khí, phải đo lưu lượng khơng khí theo thể tích Q tỷ trọng khơng khí đọc từ đồ thị hình 7, điểm đo lưu lượng khơng khí 12.1 Phép đo lưu lượng khơng khí Lưu lượng khơng khí Q xác định cách đưa vào dòng khơng khí vật cản khí động học hiệu chuẩn, ví dụ tiết lưu hiệu chuẩn (12.1.1), đo vận tốc khơng khí tiết diện mà tổng lưu lượng khí qua, phương pháp so sánh 12.1.1 Nguyên lý phép đo vật cản khí động học hiệu chuẩn Để áp dụng nguyên lý này, tiết lưu đặt mạch sơ cấp xác định độ giảm áp suất Bằng phương pháp hiệu chuẩn, liên hệ lưu lượng khơng khí theo thể tích với chênh lệch áp suất, số đọc độ giảm áp suất cho phép xác định lưu lượng Phép hiệu chuẩn có hiệu lực tỷ trọng khơng khí cho Do đó, tốc độ lưu lượng đạt từ phép ngoại suy từ đường cong hiệu chuẩn, cần hiệu chỉnh tính tốn theo tỷ trọng khơng khí thời điểm đo Màn đục lỗ sử dụng van tiết lưu để đo (hình 6) Các tấm, có kích thước hiệu chuẩn, phải đặt vng góc với luồng khơng khí sử dụng số lượng đủ lớn cho độ giảm áp suất lưu lượng khơng khí danh định đo (100 N/m2 = 10,2 kg/m2 = 10,2 mm H2O) Để tránh giảm áp mức mạch thơng gió máy điện, độ giảm áp không lớn giá trị nêu Phương pháp đặc biệt phù hợp với máy điện có thơng gió mạch hở Để cho phép tính tốn lưu lượng Q giá trị tỷ trọng khơng khí khác nhau, phải sử dụng cơng thức sau: Q2 = Q1 / Nguyên tắc đưa vật cản khí động học vào dòng khơng khí đòi hỏi phải đo độ giảm áp suất Để làm điều này, phải sử dụng áp kế có ống nghiêng áp kế khắc độ theo N/m với vạch chia đủ rộng (± N/m2) Trong mạch kín, trao đổi nhiệt phù hợp với mục đích này, chúng khó hiệu chuẩn 12.1.2 Phép đo với ống hút Đối với máy điện làm mát khơng khí, đo lưu lượng khơng khí đầu vào ống hút Đối với phép đo này, áp dụng công thức sau: Q= 2/ p A m3/s đó: A = tiết diện ngang ống hút = tỷ trọng khơng khí cục (kg/m3) ∆p = chênh lệch áp suất tĩnh ống hút áp suất môi trường (N/m 2) Hệ số = 0,98 với ống hút tiêu chuẩn không phụ thuộc vào lưu lượng khơng khí Mặt cắt ống hút số lượng ống hút tiêu chuẩn yêu cầu phụ thuộc vào độ giảm áp suất đo được, giá trị tối ưu vùng 100 N/m 12.1.3 Phương pháp so sánh Trong phương pháp này, thiết bị đặt mạch làm mát máy điện phép đưa vào tổn hao biết P (kW) tương ứng với độ tăng nhiệt đo ∆t ( oC) môi chất làm mát Khi nhiệt dung riêng cp (kJ/ kg oC) vị trí đo biết, lưu lượng theo khối lượng có từ cơng thức: Q= P kg/s cp t 12.2 Đo tỷ trọng khơng khí Tỷ trọng khơng khí r hàm áp suất áp kế thực b, nhiệt độ t độ ẩm tương đối khơng khí vị trí đo lưu lượng theo khối lượng Áp suất khí vị trí đo lưu lượng theo khối lượng sai khác khơng đáng kể so với áp suất khí vùng lân cận điểm lắp đặt đo khí áp kế có từ trạm khí tượng địa phương áp suất từ khí áp kế phải giá trị thực mà giá trị điều chỉnh theo điều kiện mực nước biển Nhiệt độ vị trí đo lưu lượng theo khối lượng xác định nhiệt kế đủ Để xác định tỷ trọng khơng khí làm mát sử dụng cho phép đo lưu lượng, cần lấy giá trị trung bình số học nhiệt độ đầu vào đầu làm mát Nên sử dụng ẩm kế riêng để đo độ ẩm Hình cho thấy tỷ trọng khơng khí khơ khơng khí ẩm có liên quan tới nhiệt độ Ảnh hưởng áp suất khí áp kế tính từ cơng thức sau: b = b0 b b0 đó: b0 = 013 x 105 N/m2 13 Đo độ tăng nhiệt khơng khí Đo nhiệt độ thực đầu đo kiểu điện (nhiệt kế điện trở, nhiệt ngẫu nhiệt trở bán dẫn) Nếu chênh lệch nhiệt độ khoảng 10 oC, dùng nhiệt kế thủy ngân khắc độ 1/10 oC đủ 13.1 Đo với thơng gió mạch hở Đối với máy điện làm mát khơng khí mơi trường, phải đo nhiệt độ khơng khí đầu vào đầu Phân bố nhiệt độ thay đổi lớn Để đạt độ xác cao hơn, lối phải chia nhỏ bằng, ví dụ, mắt lưới có mặt cắt bên xấp xỉ 0,1 m x 0,1 m Phải đo nhiệt độ mắt lưới theo cách điều 13 Chú ý đảm bảo cho vận tốc khơng khí phần Khi vận tốc khơng khí khơng nhau, phải đặt chắn vào để cân vận tốc; sau tiến hành đo xác định giá trị trung bình Màn chắn coi giá trị trung bình nhiệt phải cố định giá đỡ cách nhiệt 13.2 Phép đo với thơng gió mạch kín Với máy điện có thơng gió mạch kín, tổn hao làm mát xác định chênh lệch nhiệt độ khơng khí nóng nhiệt độ khơng khí lạnh đầu trao đổi nhiệt Nếu phía khơng khí nóng làm mát dễ tiếp cận, nhiệt độ đo nhiệt kế thủy ngân Nhiệt độ đầu nên đo số điểm nhiệt độ khơng khí thay đổi phần khác tăng nhiệt độ nước Nếu phía khơng khí nóng làm mát không dễ tiếp cận, nhiệt độ khơng khí nóng phải đo đầu đo nhiệt kiểu điện đặt cánh tản nhiệt trao đổi nhiệt không tiếp xúc với cánh tản nhiệt 14 Xác định nhiệt dung riêng khơng khí Nhiệt dung riêng khơng khí cp áp suất không đổi gần không đổi áp suất dải nhiệt độ liên quan (7oC đến 70oC), khơng khí khơ cp có giá trị sau: cp = 1,01 kJ/ (kg oC) Với khơng khí ẩm, giá trị cp cao (xem hình 8) 15 Độ xác đo Độ xác xác định tổn hao phương pháp nhiệt lượng phụ thuộc vào phương pháp sử dụng Sai số đo loại phương pháp đo, phụ thuộc vào phương pháp sử dụng giá trị chênh lệch nhiệt độ, cho bảng sau Bảng – Sai số đo theo phương pháp nhiệt lượng qua khơng khí Số lượng phương pháp đo Sai số tính theo phần trăm Nhiệt dung riêng cp ± 0,5 Tỷ trọng khơng khí ± 0,5 Lưu lượng khơng khí − tiết lưu ± 2,5 − thiết bị điện phong tốc kế ± 3,0 − ống pilot ± 3,0 − ống hút ± 1,5 Bảng – Sai số đo theo phương pháp nhiệt lượng qua khơng khí (kết thúc) Số lượng phương pháp đo Sai số tính theo phần trăm Độ tăng nhiệt ∆t nằm dải: nhiệt kế thủy ngân điện 5oC < ∆t < 10oC ± 2,0 10oC < ∆t < 20oC ± 1,0 o 20 C < ∆t ± 0,8 Nếu khơng có qui định khác, phương pháp đo chọn cho mục đích thử nghiệm phải cho phép độ xác phép đo khoảng 2,5% mức A đến 5% mức B (xem điều 10) Mục – Xem xét thực tế 16 Chuẩn bị đo nhiệt lượng với chất làm mát chất lỏng Phép đo nhiệt lượng phải thực riêng tất mạch làm mát Với môi chất làm mát đơn chất, cần nhiều thiết bị đo nhiệt lượng dầu ổ đỡ, thiết bị đo nhiệt lượng cho nước làm mát làm mát khơng khí làm mát khí (xem hình 2) Sử dụng hai chất làm mát sơ cấp, ví dụ, hydrơ nước tinh khiết, u cầu thiết bị đo nhiệt lượng tùy thuộc vào cách nối làm mát phạm vi phép đo (xem hình 3) Khi lập phương án bố trí ống, nên thiết lập tuyến đo cho phép đo lưu lượng nước dầu, điểm đo nhiệt độ, việc bổ sung thay đổi hệ thống sau khơng tốn mà gây nhiễm bẩn dầu ổ đỡ nhiễm bẩn nước tinh khiết Vì cấu đo lưu lượng, ví dụ, thiết bị đo tuabin van tiết lưu mạch cấp nước, nhanh chóng làm giảm độ xác chất bẩn lắng đọng ăn mòn, nên chúng lắp thời gian đo Để cho phép lắp đặt tháo rời mà không làm gián đoạn hoạt động, sử dụng hai ống song song hình để ngắt hai đầu Điều cho phép chiều dài tự l van trượt thiết bị đo lưu lượng có giá trị nhỏ sau: - đầu vào S1: l ≥ 10 lần chiều rộng danh nghĩa; - đầu S2: l ≥ lần chiều rộng danh nghĩa Van nhỏ S5 sử dụng để kiểm tra khơng có nước làm mát qua thiết bị đo lưu lượng (Q), tức van trượt S3 S4 đóng hồn tồn Đối với thiết bị đo lưu lượng, kể việc lắp đặt xung quanh làm ảnh hưởng đến lưu lượng máy phát xung, máy khuếch đại thiết bị đo, có, cần hiệu chuẩn thiết bị đo lưu lượng trước thử nghiệm Chiều dài ống điểm đo nhiệt độ để xác định độ tăng nhiệt chất làm mát phải cách nhiệt Chất cách nhiệt khơng thích hợp gây sai số theo hai hướng Nếu làm mát nằm vỏ máy điện, phép đo nhiệt lượng chất làm mát sơ cấp phải thực ống dẫn khơng khí cho phép điều tiết thiết bị đo để đo Do đó, phải có cách nhiệt tốt cho ống dẫn khơng khí máy điện làm mát để đạt phép đo có ích mạch làm mát thứ cấp ống dẫn khơng khí vỏ phải gắn cẩn thận chống rò rỉ khí 17 Ghép nối thiết bị để đo nhiệt lượng với chất làm mát chất lỏng Hình bốn làm mát khí – nước nối song song phía nước Tổn hao cơng suất tổng bị tiêu tán nước làm mát có từ phép đo lưu lượng theo thể tích Q nước độ tăng nhiệt ∆t Kết không phụ thuộc vào phân bố nước làm mát song song, vào phân bố khí, phân bố tổn hao luồng khí làm mát từ đến Cần có cách nhiệt cho ống nước điểm đo nhiệt (xem thêm 9.1) Hình nêu cách ghép nối tiếp làm mát để làm mát hai môi trường Tổng tổn hao tiêu thụ xác định từ phép đo lưu lượng theo thể tích nước làm mát tổng độ tăng nhiệt Cần có cách nhiệt cho ống nước Nếu cách nhiệt không kinh tế, bỏ qua nối tiếp làm mát, đo lưu lượng theo thể tích thực Q dòng nước làm mát, xác định riêng độ tăng nhiệt thành phần ∆t ∆t2, cách đo trực tiếp tổn hao công suất tiêu thụ nước có độ tinh khiết cao mạch làm mát Các xem xét tương tự áp dụng làm mát song song Để tăng độ xác phép đo độ tăng nhiệt chất làm mát, thử nghiệm phải tiến hành với độ tăng nhiệt cao tốt Vì vậy, lưu lượng chất làm mát giảm nhanh mà khơng làm vượt giới hạn nhiệt cho phép Điều thực với việc dùng nước lạnh làm mát dễ dùng nước ngưng tụ làm chất làm mát Khi độ tăng nhiệt môi chất làm mát thấp khơng cho phép thay đổi lưu lượng theo thể tích (ví dụ dầu ổ đỡ), đo, tốt nên tách tổn hao nằm mạch vòng qua phần dòng chất lỏng tuần hồn theo hình 10, nhập lại vào chất làm mát lưu lượng phần làm mát xuống nhiệt độ tu thấp Đây coi nhiệt độ đủ thấp chất làm mát thứ cấp Nhiệt lượng mạch vòng làm cho chênh lệch nhiệt độ lớn Dt tăng độ xác phép đo Một cấu điều tiết cho phép phân bố lưu lượng thuận lợi nhánh song song Ghép nối qui luật tự nhiên, hình 2, khơng thể thực cách nhiệt việc bố trí ống cục bộ, nhiệt lượng kết hợp sử dụng lưu lượng tổng đo nhân với giá trị trung bình độ tăng nhiệt riêng đo làm mát (xem hình 11) Trong trường hợp này, cần thiết phải điều chỉnh lưu lượng thành phần trước đo, van đầu dòng chảy cho độ tăng nhiệt ∆t ∆t4 gần Độ xác phép đo độ tăng nhiệt lớn, sai số đánh giá tổn hao độ tăng nhiệt trung bình nhỏ Chênh lệch lớn cho phép giá trị ∆t phải thỏa thuận Có thể bỏ qua đường ống phía sau Hình – Bề mặt chuẩn Hình – Bộ làm mát song song Hình – Bộ làm mát nối tiếp Hình – Giá trị đặc trưng nước tinh khiết hàm nhiệt độ Hình – Vị trí bầu chứa nhiệt kế ống dẫn nước Hình – Các thiết bị tiết lưu đặt mạch làm mát Hình – Tỷ trọng khơng khí phụ thuộc nhiệt độ độ ẩm Hình – Nhiệt dung riêng cp khơng khí giá trị nhiệt độ độ ẩm khác Hình Q = thiết bị đo lưu lượng tw = nhiệt độ chất làm mát nóng tu = nhiệt độ mà chất làm mát phần dự trữ làm mát tk = nhiệt độ hỗn hợp tu tw Hình 10 Hình 11 ... tổn hao bên bề mặt chuẩn P1 = tổn hao tiêu tán mạch làm mát dạng nhiệt đo phương pháp nhiệt lượng P2 = tổn hao không truyền tới môi chất làm mát mà bị tiêu tán qua bề mặt chuẩn dẫn nhiệt, đối... sinh bên máy điện (Pi) tiêu tán qua bên ngồi (xem hình 1) Tổn hao tổng máy điện bao gồm: - tổn hao bên bề mặt chuẩn Pi; - tổn hao bên bề mặt chuẩn Pe; Tổn hao bên bề mặt chuẩn Pi chia thành hai... chuẩn phải bao hàm giá trị mong muốn đo phương pháp hiệu chuẩn nhiệt lượng Khi điều đạt được, muốn ngoại suy đường cong hiệu chuẩn phải thỏa thuận 3.3 Đo tổn hao thực Khi có đường cong hiệu chuẩn,