CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ SỐ
3.1. Mô tả thí nghiệm
3.1.2. Thực hiện thí nghiệm
a) Lấy chuẩn đo
Hình 3.5 thể hiện sơ đồ nguyên lý đo áp suất trên cánh đuôi ngang. Áp suất trên cánh đuôi ngang được dẫn về một đầu chờ của áp kế kĩ thuật số. Đầu chờ kia của áp kế được nối với nhánh đo áp suất tĩnh của ống Pitot. Áp suất được dẫn từ các lỗ đo thí nghiệm trên cánh bằng các ống dẫn làm từ silicon có đường kính trong và ngồi đủ nhỏ để nối với các lỗ nhưng vẫn đảm bảo đi bên trong phần rỗng của cánh đuôi ngang ra bên ngồi.
Hình 3.4. Sơ đồ mơ hình hệ hai cánh Hàng lỗ đo áp suất
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ SỐ
Hình 3.6. Kiểm tra độ song song của cánh với đáy buồng thử
Trước khi tiến hành đo đạc trong thí nghiệm, cần phải lấy lại chuẩn đo cho các thiết bị liên quan. Đây là biện pháp khử sai số hệ thống đơn giản nhất và bắt buộc với mọi thí nghiệm.
Mơ hình cánh gá đặt cần đảm bảo độ song song với mặt đáy buồng thử thí nghiệm như hình 3.6.
Máy áp kế kĩ thuật số sau mỗi lần khởi động, thông số gốc 0 hiển thị có thể khơng đảm bảo chuẩn 0 của máy. Một núm xoay trên thiết bị giúp chỉnh lại thơng
Hình 3.5. Sơ đồ ngun lý đo áp suất trên mơ hình cánh đi ngang
Máy tính Bộ chuyển đổi
Áp kế kĩ thuật số Ống Pitot
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ SỐ
số mặc định ban đầu của máy về 0. Nếu khơng cân chỉnh, tồn bộ các thơng số đo được sau này đều bị cộng với một sai số hệ thống. Sau một thời gian đủ dài hoạt động của máy, mốc 0 này cũng có thể bị thay đổi, phải tiến hành cân chỉnh lại kịp thời, giảm sai số mắc phải ở thiết bị đo. Để xác định chuẩn 0, hai ống dẫn áp suất tổng và áp suất tĩnh lần lượt được cắm vào hai đầu tín hiệu vào của áp kế số. Trong điều kiện buồng thử ống khí động khơng làm việc (vận tốc bằng 0), giá trị chênh áp đo được bằng áp kế kĩ thuật số phải bằng 0.
b) Xử lý kết quả đo
Thiết bị đo áp kế số cho phép đo áp suất tĩnh các giá trị liên tục theo thời gian. Chọn số lần đo cho một điểm đo là 30000 lần. Thời gian giữa hai lần đo là ms. Giá trị độ chênh áp suất đo được là
30000 1 30000 1 j j do do p p p p (3.1)
Trên hình 3.7 thể hiện kết quả đo hiển thị trên màn hình máy tính với giá trị
Pa pdo 90.4988
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ SỐ
Kết quả ương ứng với các giá trị điện áp tức thời dao động xung quanh giá trị trung bình -90.4988 mV của đồ thị trên màn hình máy tính (được xử lý từ phần mềm Wave Logger). Cách xử lý kết quả đo này được áp dụng cho toàn bộ các lần đo trong thí nghiệm. Phương pháp lấy trung bình trên với số lượng lần đo lớn giúp giảm thiểu rất nhiều sai số và cũng nằm trong khả năng thực hiện của áp kế kĩ thuật số, phần mềm và máy tính.
c) Sai số kết quả đo
Sai số đo trong thực nghiệm gồm có hai loại: sai số dụng cụ đo 1 và sai số ngẫu nhiên của các lần lấy mẫu 2. Như vậy sai số đo là:
2
1
(3.2)
Sai số dụng cụ đo
Theo tài liệu hướng dẫn đối với dụng cụ đo áp kế kĩ thuật số, sai số của dụng cụ đo này được xác định là 0.15% of F.S.1digit. Ở đây ”F.S.” (full scale) là giá trị lớn nhất mà áp kế có thể đo được (2 KPa), “ digit ” là thang chia nhỏ nhất
của áp kế số (1 Pa). Với cách tính tốn này, sai số lớn nhất của dụng cụ đo là
Pa
4
. Có thể nói đây là loại áp kế kĩ thuật số có độ chính xác rất cao.
Sai số ngẫu nhiên của các lần lấy mẫu
Sai số ngẫu nhiên của các lần lấy mẫu phụ thuộc vào số lần lấy mẫu và được xác định như sau: 1 1 2 2 n n p p n j j do do (3.3)
ở đây: n là số lần lấy mẫu (n30000), pdoj là giá trị độ chênh áp lấy mẫu lần thứ j, pdo là giá trị đo trung bình.
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ SỐ
Hình 3.8. Mơ hình lưới trên Gambit
Hình 3.9. Mơ hình lưới trên Fluent