Luận văn : Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng hoạt động một số cảm biến sử dụng trong ngành cơ khí ô tô

Jacob Fraden – Advanced Monitors Corporation San Diego – Califonia.[r]

Luận văn

CH NG

PHÂN TÍCH C S LÝ THUY T

1.1 Gi i thi u chung

Ngày nay, c m bi n thi t b c s d ng r t ph bi n t t c thi t b , t dùng gia ình cho n thi t b tiên ti n ó có c ngành cơng nghi p tơ Vì v y nghiên c u v c m bi n ng d ng cách hi u qu v n

ang c quan tâm c bi t 1.1.1 Công d ng c m bi n

C m bi n thi t b ch u tác ng c a i l ng c n o khơng có tính ch t i n u vào ký hi u m cho u m t i l ng mang b n ch t i n có th o

c ký hi u s i l ng i n s hàm c a i l ng c n o m: s = F(m) 1.1.2 Phân lo i

C m bi n c phân lo i theo nhi u cách: Theo nguyên lý chuy n i

Nguyên lý chuy n i v t lý; Nguyên lý chuy n i hóa h c; Nguyên lý chuy n i sinh h c Theo thơng s! c a mơ hình m ch thay th

C m bi n tích c"c: u ngu n áp ho c ngu n dòng;

C m bi n th ng: c tr ng b i thơng s! R,C,L…tuy n tính hay phi n tính

3 Theo tín hi u kích thích C m bi n quang i n; C m bi n nhi t i n;

C m bi n v trí, kho ng cách; C m bi n v n t!c, gia t!c;

C m bi n o l #ng, th tích ch t l u; C m bi n i n hóa;

Phân tích c$ s lý thuy t mô ph%ng ho t ng m t s! c m bi n s d ng ngành c$ khí tơ

1.2 M c tiêu tài

Phân tích c$ s lý thuy t nguyên lý ho t ng c a c m bi n

&ng d ng c a c m bi n ngành c$ khí Mơ ph%ng ho t ng, ki m tra c m bi n ã ch n K t lu n – xu t

1.3 Gi i h n tài

Vì th#i gian th"c hi n án không cho phép nên án ch' gi(i h n c m bi n sau:

C m bi n v n t!c, l u l ng, áp su t m c ch t l u C m bi n o chân không, )m i n hoá

C m bi n o b c x h t nhân thành ph n khí 1.4 C s lý thuy t lo i c m bi n nghiên c u tài

1.4.1 C m bi n o v n t c, l u l ng m c ch t l u

Ch t l u môi tr #ng v t ch t d ng l%ng ho c khí t n t i d (i nh*ng i u ki n nhi t , áp su t th tích c xác nh b i nh lu t nhi t ng h c D (i tác d ng c a l"c bên ngồi, thí d s" chênh l ch áp su t, ch t l u có th chuy n ng Nghiên c u chuy n ng !i t ng c a c$ h c ch t l u

L+nh v"c ng d ng c a ch t l u bao g m: hàng khơng, khí t ng h c, sinh lý h c áp ng l+nh v"c ng d ng a d ng này, c m bi n o v n t!c, l u l ng m c ch t l u c a ch t l u c,ng r t a d ng c v c u t o ph $ng pháp o

1.4.1.1 c tr ng c a dòng ch y

Chuy n ng c a ch t l u c t tr ng b i dòng ch y Trên th"c t mu!n mô t v t lý m t dòng ch y c a m t ch t l u c n ph i o v n t!c, kh!i l ng riêng, áp su t nhi t i m khác c a ch t l u ó Nh*ng c tính khác c a ch t l u nh

nh(t, khuy ch tán nhi t, nhi t l ng riêng… c coi khơng i

Dịng ch y có th m t pha ho c nhi u pha Các dòng ch y nhi u pha th #ng có b n ch t r t khác nhau: có th t h p c a pha h$i, khí, l%ng, thí d nh s"

Tính ch t v t lý c a dòng ch y t i m t i m có th thay i ho c khơng thay i theo th#i gian Khi tính ch t v t lý c a dòng ch y t i m t i m khơng thay i

ó dòng ch y theo l(p, ng c l i, n u chúng thay i ó dịng ch y r!i thu n l i cho vi c mô t c bi t cho vi c so sánh gi*a dòng ch y khác nhau, c$ h c ch t l u th òng s d ng i l ng không th nguyên, i u cho phép gi m s! thơng s! c a dịng ch y

Tr ng h p dòng ch y không nén ng nhi t:

Tr #ng h p (kh!i l ng riêng nhi t không i) ch' c n m t thơng s!

khơng th ngun c,ng xác nh dịng ch y, ó thông s! Reynolds Re:

Re = UD/- (1.1)

V(i :

U – v n t!c c tr ng c a dòng ch y, tr #ng h p !ng v n t!c trung bình c a dòng ch y U = Q/S;

D – kích th (c c tr ng (trong tr #ng h p !ng, D #ng kính); Q – l u l ng th tích;

S – ti t di n !ng;

nh(t ng h c

!i v(i nh*ng i u ki n gi(i h n hồn tồn gi!ng v hình h c, hai dịng ch y khơng nén ng nhi t c coi gi!ng n u chúng có thơng s! Reynolds b/ng Thí d : xét hai dịng ch y hai !ng có nhám b m t phía thành !ng nh #ng kính t $ng ng b/ng D1 D2 V n t!c dòng ch y (l u

l ng) U1, U2 nh(t -1,-2 tho mãn i u ki n Re1 = Re2 thì:

2 2 1 ν ν D U D U = (1.2)

Nh v y, n u bi t v n t!c u1 i m cách thành !ng c a !ng th nh t m t kho ng x1

có th xác nh v n t!c u2 thành !ng c a !ng th hai m t kho ng x2 = x1(D2/D1) t

bi u th c:

2 1 U u U u = (1.3) C,ng nh v y, có th coi u1/U1 hàm c a s! Reynolds:

( )Re

ch y u có th bi u di1n d (i d ng hàm s! ph thu c vào s! Reynolds c a dịng ch y ó

Dịng ch y m t pha có th dịng ch y theo l(p ho c dòng r!i, i u ph thu c vào s! Reynolds Trong m t #ng !ng d2n có ti t di n tròn, dòng ch y tr thành dịng r!i n u có s! Reynolds l(n h$n 220

Trong tr #ng h p ph c t p h$n nhi t kh!i l ng riêng thay i, s! thông s! c n thi t mô t m t i l ng A b sung s3 t4ng lên Thí d , v(i ch t khí có v n t!c l(n:

A = f(Re,Ma) (1.5)

Trong ó Ma = U1/c, c = 5rT v n t!c âm v(i = Cp/Cv (t6 s! gi*a nhi t dung

riêng áp su t không i th tích c! nh, khơng khí =1,4) r h/ng s!

c a ch t khí lý t ng T nhi t t !i

Trên th"c t , c m bi n d"a m t nguyên t7c ho t ng nh ng v k8 thu t khơng gi!ng dùng cho dịng ch y ch t khí ho c ch t l%ng Trong b ng 1.1 gi(i thi u m t s! i m khác c a hai môi tr #ng

B ng 1.1

Kh!i l ng riêng nh(t : T!c ch y

Ch t l%ng Không i t 800 n 1000 kg/m3

PI

4

10

1÷

≈ 0≤U ≤200m/s

Ch t khí Ph thu c vào T P, !i v(i khơng khí nhi t phòng

3

/

1kg m

≈

ρ

PI

5

10 ≈

PI: posieuille 0≤U ≤200m/s

1.4.1.2 C m bi n ph ng pháp o v n t c c a ch t l u

V n t!c c a ch t l u th #ng c o gián ti p thông qua nh h ng c a n c tr ng v t lý c a v t trung gian ho c n hi n t ng v t lý ó v n t!c m t thông s! v t trung gian n$i x y hi n t ng V t trung gian có th ch t l u ho c m t ph n t c u thành c a c m bi n

Khi v t trung gian b n thân ch t l u, v n t!c c a xác nh áp su t ng 9U2/2,

TÀI LI4U THAM KH(O Giáo Trình C m Bi n

Phan Qu!c Phô – NXB Khoa H c Và K8 Thu t – 2006 C m Bi n Và Fng D ng

D $ng Minh Trí – NXB Khoa H c Và K8 Thu t – 2001 HandBook Of Modern Sensors

Jacob Fraden – Advanced Monitors Corporation San Diego – Califonia Th"c Hành S a Ch*a Và B o Trì ng C$ X4ng

Tr n Th San – D,ng – H S Ph m K8 Thu t Tp.Hcm – NXB NUng Trang B i n Và i n T Trên Ôtô Hi n i

PGS – TS V4n D,ng – NXB HQG Tp Hcm H Th!ng Phun X4ng i n T Dùng Trên Xe Du L ch

Hoàng Xuân Qu!c – NXB Khoa H c Và K8 Thu t

7 H (ng D2n S a Ch*a ng C$ TOYOTA 4A – F , 4A – GE TOYOTA MOTOR VIET NAM – 1996

7 H (ng D2n S a Ch*a ng C$ 1Rz, 2Rz, 2Rz – e ToYoTa Hiace Võ T n ông - NXB Khoa H c Và K8 Thu t

8 WORKSHOP MANUAL – ENGINE -4JA1-NA.4JA1-L MODELS

ISUZU Vi t Nam – 2000

9 Thi t K C$ Khí V(i SolidWorks 2004

Ph m Quang Huy – NXB Giao Thông V n T i

M&C L&C

Trang LVI NÓI WU

CH&XNG 1: PHÂN TÍCH CX SA LÝ THUYYT

1.1 Gi(i thi u chung

1.2 M c tiêu tài

1.3 Gi(i h n tài

1.4 C$ s lý thuy t lo i c m bi n

1.4.1 C m bi n o v n t!c l u l ng m c ch t l u

1.4.2 C m bi n o áp su t ch t l u 19

1.4.3 C m bi n o chân không 32

1.4.4 C m bi n b c x h t nhân 46

1.4.5 C m bi n )m 54

1.4.6 C m bi n i n hóa 61

1.4.7 C m bi n thành ph n khí 67

CH&XNG : FNG DZNG C[A CÁC CTM BIYN TRONG NGÀNH CX KHÍ ƠTƠ

2.1 C m bi n l u l ng 79

2.2 C m bi n m c ch t l u 84

2.3 C m bi n áp su t chân không 85

2.4 C m bi n o áp su t ch t l u 87

2.5 C m bi n thành ph n khí 89

CH&XNG : KI\M TRA VÀ MÔ PH]NG

3.1 L u ý ki m tra ch)n oán 92

3.2 Ch)n oán 92

3.3 Ki m tra 94

3.3.1 C m bi n áp su t chân không 94

3.3.2 C m bi n ôxy 97

3.3.3 C m bi n l u l ng khí 99

3.4 Mơ ph%ng 101

KYT LU^N – _ XURT 105

TÀI LI U THAM KHTO 107