M ch c u 4 nhánh ầ
3.1.Nguyên tắc hoạt động
B cm bi n gm ba p màng ớ polyvinylidene flourid (PVDF) đượ c dát
3.1.Nguyên tắc hoạt động
Phương pháp đo l u lư ượng b ngằ dòng xoáy d a trên hi u ng s phát sinhự ệ ứ ự dòng xoáy khi m t v t c n n m trong l uộ ậ ả ằ ư ch t. Các dòng xoáy xu t hi n tu n t và bấ ấ ệ ầ ự ị dòng ch y cu n đi. Hi n tả ố ệ ượng này đã được Leonardo da Vinci ghi nh n Strouhal trongậ năm 1878 đã c g ng gi i thích l n đ u tiên.ố ắ ả ầ ầ Ông đã nh n th y r ng m t s i dây n mậ ấ ằ ộ ợ ằ trong dòng ch y có s rung đ ng nh m tả ự ộ ư ộ dây đàn. S dao đ ng này t l thu n v i v nự ộ ỉ ệ ậ ớ ậ t c dòng ch y và t l ngh ch v i đố ả ỉ ệ ị ớ ường kính s i dây. ợ
Hình 3.22: C m bi n đo l u lả ế ư ượng v i nguyên t c t n sớ ắ ầ ố dòng xoáy
Theodor von Karman đã tìm th y nguyên nhân gây ra s dao đ ng này:ấ ự ộ đó là s sinh ra và bi n m t c a các dòng xoáy bên c nh v t c n. M t conự ế ấ ủ ạ ậ ả ộ đường. Dòng xoáy hình thành phía sau v t c n khi m t v t đậ ả ộ ậ ược đ t trongặ m t dòng ch y. ộ ả
Các dòng xoáy này rời bỏ vật cản tuần tự và trôi đi theo dòng chảy. Phía sau vật cản hình thành con đường của dòng xoáy được đặt tên là con đường xoáy Karman. Các dòng xoáy ở hai bên cạnh của vật cản, có chiều xoáy ngược nhau.Tần số sự biến mất (và cả sự xuất hiện) là hiệu ứng dùng để đo lưu lượng bằng thể tích.
Hình 3.23: Hình ảnh dòng xoáy
Lord Rayleigh đã tìm thấy sự liên hệ giữa kích thước hình học vật cản, vận tốc lưu chất v và tần số biến mất của dòng xoáy f. Sự liên hệ này dược diễn tả với trị số Strouhal.:
a: đường kính của vật cản. f: tần số dòng xoáy
v: vận tốc dòng xoáy
Trị số Strouhal là hàm của trị số Reynold (Reynold: là tỷ lệ giữa lực quán tính và lực nhớt trong một lưu chất, biểu thị sự ma sát của một dòng chảy. Re= : khối lượng riêng của lưu chất, u: vận tốc lưu chất, D: đường kính bên trong ống dẫn, độ nhớt)
Hình dáng của vật cản phải được cấu tạo sao cho trong một khoảng trị số Renoyld khá rộng mà trị số Strouhal vẫn là hằng số. Hình 3.24 phía dưới cho ta sự liên hệ giữa trị số Strouhal và trị số Renoyld với hai vật cản khác nhau. Với vật cản hình lăng kính trị số S ổn định trong suốt một dải trị số Re khá rộng.
Hình 3.24: Sự liên hệ giữa trị số Strouhal và trị số Renoyld
Hình 3.25: Hình ảnh dòng xoáy với các trị số Reynold khác nhau Với điều kiện hằng số Strouhal S không tùy thuộc vào trị số Reynold ta có thể tính lưu lượng thể tích trên đơn vị thời gian theo công thức sau:
Q=
A: Diện tích cắt ngang của dòng chảy.
Nguyên tắc đo tần số dòng xoáy
V i s bi n m t và xu t hi n c a dòng xoáy,ớ ự ế ấ ấ ệ ủ v n t c dòng ch y hai bên v t c n và trên đậ ố ả ở ậ ả ường