Bài giảng Đo lường nhiệt

ếp xúc không dùng bộ phận nhạy cảm để tránh sai số gây bởi bức xạ đú là nhiệt kế khớ động. dùng phổ biến để đo nhiệt độ khí trong lò công nghiệp. 1- lò công nghiệp, 2- tiết lu, 3- áp kế có thang đo nhiệt độ, 4- thiết bị làm nguội, 5- tiết lu, 6- bộ điều chỉnh, 7- van đ/chỉnh lu lợng khí xả ra ngoài là không đổi. T = C ( P -P2) ĐO NHIệT Độ ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP Qúa trỡnh trao đổi nhiệt giữa các vật có thể diễn ra dới hỡnh thức bức xạ nhiệt, không cần các vật đó trực tiếp tiếp xúc với nhau. Bức xạ nhiệt chính là sự truyền nội năng của vật bức xạ đi bằng sóng điện từ. Khi một vật khác hấp thụ sóng điện từ của vật bức xạ thỡ sóng điện từ đó lại đợc chuyển thành nhiệt năng. Bất kỳ một vật nào sau khi nhận nhiệt thỡ cũng có một phần nhiệt năng chuyển đổi thành năng lợng bức xạ, số lợng đợc chuyển đổi đó có quan hệ với nhiệt độ . Vậy từ năng lợng bức xạ ngời ta sẽ biết đợc nhiệt độ của vật. Dụng cụ dựa vào tác dụng bức xạ nhiệt để đo nhiệt độ của vật gọi là hỏa kế bức xạ, chúng thờng đợc dùng để đo nhiệt độ trên 600 0C . Nếu bức xạ có bớc sóng λ = 0,4 ữ 0,44 àm → tním tha λ = 0,44 ữ 0,49 àm → xanh đậm - xanh da trời λ = 0,49 ữ 0,58 àm → xanh lá cây thắm λ = 0,58 ữ 0,63 àm → vàng nghệ λ = 0,63 ữ 0,76 àm → đỏ tơi - đỏ thẳm Cỏc định luõt cơ bản về bức xạ ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP Định luật Planck : 1 5 1 1. 2 − −    −= T C o eCE   Định luật Stefan-Boltzman: 4 100    == ∫∞ TCdEE o o oo  Định luật chuyển định của Wiên: 310.898,2. −=Tm λ Eoλmax λmax Eoλ ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP mA 1 2 4 5 7 8 9 3 6 a b c Hỏa kế quang học 1- vật cần đo nhiệt độ 2- thấu kính (kính vật) 3- vòng đ/chỉnh 4- kính mờ 5- bóng đèn 7- kính đỏ (bộ lọc) 6-vòng đ/chỉnh 8- kính mắt ( ống nhòm ) 9- biến trở Hỏa kế quang học đo nhiệt độ từ 700 ữ 6000 oK có sai số cơ bản cho phép 0,6 ữ 2%. ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP 8 12 13 15 14 109 2 5 13 4 6 7 Luơí điệnHỏa kế quang điện 1- Đèn quang điện 2- Kính vật 3- Kính lọc 4- Máy điều biến sóng ánh sáng kiểu chấn động điện từ 5- Màng điều tiết 6- Bóng đèn 7- Vật cần đo 8- Bộ khuyếch đại điện tử 9- Gơng phản xạ 10- Kính mắt 11- Bộ phận chứa đèn quang điện 12- Hộp điện 13- Bphận ổn áp 14- Điện thế kế điện tử 15- Biến áp cách ly. Phạm vi đo 600ữ2000 oC đặc biệt khi sử dụng kính mờ có thể đo đến 4000 oC. ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP Hỏa kế bức xạ toàn phần 1 2 4 5 3 3 1- Kính hội tụ 2- Vòng điều chỉnh 3- Tấm nhận bức xạ (bạch kim mạ đen) 4- Kính mắt 5- Kính lọc 44 dTT TT  = 4 1 T Td TT = -Khoảng đo từ 1800 oC đến 3500 oC. ĐO NHIệT Độ BằNG PHƯƠNG PHáP GIáN TIếP Hỏa kế so màu sắc 2 1 3 CM 6 7 4 5 50 vòng/ph 1- Vật cần đo 2- Thấu kính hội tụ 3- Vòng điều chỉnh 4- Đĩa quay 5- Phần tử quang điện 6- Bộ khuếch đại 7- Điện thế kế tự động Khoảng đo từ 1400 ữ 2800°C. CHƯƠNG 3 ĐO áP SUấT Và CHÂN KHÔNG ĐịNH NGHĩA Và THANG ĐO áP SUấT Định nghĩa áp suất là lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích, ký hiệu p. p = [ kG/cm2]F S Các đơn vị của áp suất : 1Pa = 1 N/m2 1 mm Hg = 133,322 N/m2 1 mm H2O = 9,8 N/m2 1 bar = 10 N/m2 1 at = 9,8. 10 N/m2 = 1 kG/ cm2 5 4 p Chân không tuyệt đối-1 kG/cm áp suất khí quyển0 p 2 Pd Pck áp suất du Tùy theo đơn vị mà ta có các thang đo khác nhau nh : kG/ cm2 ; mmH2O .. . - Nếu chúng ta sử dụng các dụng cụ đơn vị: mmH2O, mmHg thi H2O và Hg phai ở điều kiện nhất định. h1 0h h2 γ p1 p2 áP Kế CHấT LỏNG 1p 0 h2 h1 F1 F2 2p γ p1 h1 F1 0 p2 h2 h2' F2 γ α - áp kế loại chữ U: Nguyên lý làm việc dựa vào độ chênh áp suất của cột chất lỏng: áp suất cần đo cân bằng độ chênh áp của cột chất lỏng P - P2 = .h =  (h1 +h2) ∆P = γ h2 ( 1 + ) F F 2 1 ∆P = γ h′2 ( +Sinα ) F F 2 1 pb Hg 1m h Chân không tuyệt đối Lớp nuớc hay màng đàn hồi để Hg không bay hơi Hg pb p1 v1 vp bp Hg h2 2 Chân không kế Mc leod: Khí áp kế thủy ngân: áP Kế CHấT LỏNG Pb = h . γHg Nguyên lý: Khi nhiệt độ không đổi thỡ áp suất và thể tích tỷ lệ nghịch với nhau. PV = P2.V2 Loại này dùng ta để đo chân không. Dầu áp kế Pitston áP Kế CHấT LỏNG Chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm có độ chính xác cao, dùng căn chỉnh đồng hồ Hạn đo: 2,5 ; 6,0 ; 250 ; 600 ; 2 500 ; 10 000 ; 25 000 kG/cm2 CCX = 0,2 ữ 0,02. Loại dùng trong công nghiệp áP Kế CHấT LỏNG Trong công nghiệp ngời ta thờng dùng để đo hiệu áp suất gọi là hiệu áp kế áp kế và hiệu áp kế đàn hồi. ống buốc đông p p p hộp màng màng phẳng hộp đèn xếp màng luợn sóng Các loại bộ phận nhạy cảm Van ba ngã Cách lắp đặt áp kế Cách lắp đặt áp kế một số loại áp kế đặc biệt Chân không kế Ion: Nhờ hiện tợng ion hóa tạo nên dòng ion trong khí loãng có quan hệ với áp suất nên từ trị số của dòng ion ngời ta xác định đợc độ chân không của môi trờng. Có nhiều cách thực hiện việc ion hóa nh : dùng tác dụng của từ trờng và điện trờng, sự dự phát xạ của catốt đợc đốt nóng khi có điện áp trên anôt, dùng sự phóng xạ ... và tùy theo các cách đó mà ta có các chân không kế khác nhau. Chân không kế kiểu dẫn nhiệt: Hệ số dẫn nhiệt của chất khí ở áp suất bỡnh thờng thi không có quan hệ với áp suất nhng ở điều kiện áp suất tơng đối nhỏ thỡ ngời ta thấy tồn tại quan hệ trên. Nhiệt độ dây dẫn khi đã cân bằng nhiệt sẽ thay đổi tùy theo hệ số dẫn nhiệt của khí và dùng cầu điện không cân bằng để xác định điện trở dây dẫn ta sẽ biết đ- ợc độ chân không tơng ứng. áp kế áp suất điện trở: Muốn đo nhung áp suất lớn hơn 10.000 kG/cm2 hiện nay hầu nh chỉ có 1 cách duy nhất là dùng bộ phận nhạy cam áp suất điện trở làm áp kế. áp kế kiểu áp từ: áp suất tạo ra ứng lực cơ học trong vật liệu sắt từ biến đổi sẽ làm biến đổi hệ số dẫn từ của vật liệu đó. Lợi dụng hiệu ứng áp từ ta có thể chế tạo đợc bộ nhạy cam kiểu áp từ. CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA Trong đo lờng thờng sử dụng các thiết bị để truyền tín hiệu đi xa, các tín hiệu phải truyền đú là đó là : - Góc quay trong ống buốc đông P => α - Sự chuyển dịch thẳng (màng) P => h , x - Góc quay kết hợp với đo tổng giá trị góc và vận tốc quay tức thời. - Độ nén, ép và mômen quay trong của sơ đồ bù. Để truyền tín hiệu đi xa ngời ta thờng dùng các hệ thống điện và khí nén. CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA B K Đ X Pg Hệ thống dùng biến trở Trong hệ thống truyền tín hiệu kiểu biến trở này ngời ta dùng động cơ tạo nên độ chuyển dịch cơ giữa tiếp điểm trợt với biến trở nhờ đó có thể dựa vào sự biến đổi của điện trở để tỡm ra giá trị của lợng cần đo. Và nhờ cầu điện để xác định độ biến đổi của điện trở. Ngoài ra ta còn có thể dùng điện thế kế để xác định độ biến đổi của điện trở. CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA X Y Z1 Z2 Z3 Z4 Hệ thống truyền xa kiểu cảm ứng Nếu đa vào trong cuộn dây có dòng điện đi qua một lõi sắt thỡ điện cảm của dây sẽ tăng lên và phụ thuộc vào vị trí của lõi sắt, biến đổi độ xê dịch của lõi sắt và làm thay đổi của điện cảm qua các cuộn. Mà sự thay đổi điện cảm này dẫn đến làm thay đổi vị trí của lõi sắt kia. CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA X T2 T1 T1 T2 S1 S2 S1 S2 X e1T1S1 S2 T2 e2 eTZft eT = e1 -e2 = f(X) Máy biến áp sai động Khi có điện áp U xoay chiều thỡ trong cuộn thứ cấp xuất hiện sđđ cảm ứng e1 và e2. Trị số lệch pha của 2 sđđ này phụ thuộc vào vị trí và chiều chuyển động của lõi sắt. X e 'T ∆ e e T BK Đ Đ T Sơ cấp T h ứ c ấp C amĐ ộng cơ T N P g CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA α Uk Wk WC EP NN l Re 1 2 3 4 5 6 Bộ chuyển đổi sắt động 1- Chốt cố định 2- Chốt di động 3- Gông đở 4- Lỏi sắt 5- Khung dây 6- ống dây nối 2 chổt Ep = C .α CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA α1 BKĐĐT Pg ep1 ep2 α2 ∆ep CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA U2 ∆U Ex U1 Rpt Rph Bộ điều chế BKĐ BĐC nghịch Nguyên lý: Khi lợng cần đo (nhiệt độ) biến đổi dẫn đến xuất hiện hiệu điện thế giữa sđđ Ex của cặp nhiệt hoặc giữa điện áp không cân bằng của cầu điện. Với điện áp phản hồi U1 trên điện trở Rph đa vào bộ điều chế rồi qua BKĐ và bộ điều chế nghịch. Dòng điện đi ra từ BĐCN qua đồng hồ đo qua Rpt và qua Rph đồng hồ sẽ cho biết trị số của lực cần đo khi U1 có trị số đủ bù Ex (U = 0). Bộ chuyển đổi dùng cho cặp nhiệt CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA P2 h P1 1 2 3 4 5 (a) P1 P2 (b) XX h 3 46 1 2 5 Tùy theo ống phun đặt ngoài hay đặt trong buồng trung gian mà ta gọi là BCĐ ống phun trong (b) hay ngoài (a). Bộ chuyển đổi dùng khí nén CáC CáCH TRUYềN TíN HIệU đI XA I vào 2 1 BKĐ KNPra P 3 5 6 7 8 94 1- Nam châm 2- Cuộn dây 3- Cánh tay đòn 4- Lò xo 5- 6- ống phun 7- 8- Bi 9- Bộ khuếch đại khí nén Bộ chuyển đổi kiểu Điện - Khí nén Nguyờn LýTạo nên một lực tỷ lệ với dòng điện 1 chiều rồi đo lực đó bằng cách bù lực tạo bởi hệ thống khí nén CHƯƠNG 4 ĐO LƯU LƯợNG MÔI CHấT ĐO LƯU LƯợNG MÔI CHấT Trong các quá trỡnh nhiệt thờng đòi hỏi phải luôn luôn theo dõi lu lợng môi chất. đối với thiết bị truyền nhiệt và thiết bị vận chuyển môi chất thỡ lu lợng môi chất trực tiếp đặc trng cho năng lực làm việc của thiết bị. Vỡ vậy khi kiểm tra lu l- ợng môi chất sẽ giúp ta có thể trực tiếp ớc đoán đợc phụ tải của thiết bị và tỡnh trạng làm việc của thiết bị về mặt an toàn và kinh tế. Trong đời sống hàng ngày cũng nh trong công nghiệp, đo lu lợng là công việc rất bức thiết. Ngời ta thờng phải đo lu lợng của các chất lỏng nh nớc, dầu, xăng, khí than ... Lợng vật chất (hoặc năng lợng) đợc vận chuyển đi trong một đơn vị thời gian: [kg/s] [kg]Trong khoảng thời gian τ: d dG t GG = ∆ ∆ = GS = Q = G / γ [m3/s] ∫ 2 1 .   dG ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC F ω => Q = F. tb (m2/s) Nếu biết đợc tiết diện F và vận tốc trung bỡnh ωtb. P1 γ1 h Pa γ' γh Xác định vận tốc trung bỡnh bằng thực nghiệm: Nguyên lý: Chia tiết diện ống thành nhiều diện tích nhỏ bằng nhau và phân bố một cách đối xứng, và trong mỗi tiết diện nhỏ đó xem vận tốc tại mỗi điểm là nh nhau.   tb i n n = ∑ =>  tb tb g P= = 2 1 . ∆ tbh h g ).(2 ' 1  − ∆Pi = (γh - γ'). hi h n h itb = ∑1 . Q = ωtb . F ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC 3 4 5 60,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ωtb ωmax lgRe = lg γ ωP1d Xác định tb theo quan hệ (Re) max ftb =  Nếu Reth = 2.300 Nếu Re > Reth chảy rối Nếu Re < Reth chảy tầng Đối với dòng chảy tầng Đối với dòng chảy rối  t b = 12 m a x  tb = 0 8 4, m a x Đồ thị NICURáT ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC P2P1 h γ1ω Ống pitụ Nguyên lý: Chất lỏng chảy trong ống khi bị ngăn lại thỡ động năng -> thế năng Đo sự biến đổi này và dựa vào đó =>Vận tốc của chất lỏng. 1 12 )(2  PPg − ω2 =         −    − = − 1 1 .2 1 1 2 2 K K P PTR K Kg đối với chất khí: Thỡ γ phụ thuộc áp suất => ta đa ra đại lợng số max M = a  Khi M > 0,2 thỡ: ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC P1 A A P2 d0,3d A -A0,1d 8-10d3-4d L d l 0 1 0,5 83 I II ω2g P2 - P1 γ 2 Cấu tạo ống Pitụ ống đo gồm hai ống ghép lại ống đo áp suất toàn phần P2 nằm chính gĩưa và có lỗ đặt trực giao với dòng chảy, ống ngoài bao lấy ống đo P2 có khoan lỗ để đo áp suất tĩnh P1. Phần đầu của ống pitô là nửa hỡnh cầu, lỗ lấy áp suất động có vị trí (3ữ4)d Nhánh I là nhánh không chịu ảnh hởng của ống đỡ (L), nhánh II là nhánh chịu ảnh h- ởng của ống đỡ . ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Đồng hồ đo tốc độ  Các loại đồng hồ dùng đo trực tiếp tốc độ dòng chảy thờng đợc dùng khá phổ biến, nhất là khi tốc độ dòng chảy tơng đối nhỏ, khi đó dùng ống đo áp suất động để đo tốc độ dòng chảy không đảm bảo đợc độ chính xác cần thiết. - Đồng hồ đo tốc độ giú - Đồng hồ đo tốc độ chất lỏng ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Đồng hồ đo tốc độ gió: Anêmômet Cấu tạo: gồm 1 bộ phận nhạy cảm là một chong chóng rất nhẹ với các cánh hớng theo bán kính, làm bằng nhôm (mêca). n = C.  = 12  − N C: hệ số đợc xác định bằng thực nghiệm. ứng dụng: Dùng đo tốc độ dòng khí có áp suất d không lớn, tốc độ dòng thu đợc là lu tốc tại chỗ đặt đồng hồ. Loại này cũng không dùng đợc các khí có tính chất xung (thay đổi đột ngột) hớng trục và hớng dòng phải đặt chính xác. Thay đổi vị trí đồng hồ trên tiết diện đờng ống thỡ sẽ biết đợc trờng tốc độ trong ống => ωtb. Đồng hồ gió thờng dùng để xác định khả năng làm việc của quạt gió trong công nghiệp. Đặc biệt là các thiết bị thông gió nó cũng dùng phổ biến trong đo lờng của ngành khí tợng. ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Đồng hồ đo lưu lượng chất lỏng:Bộ phận nhạy cảm là chong chóng và trục của nó gắn với bộ phận đếm số Q = n.F/C ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Các loại đồng hồ nớc chong chóng xoắn thay cánh phẳng bằng trục vít đo đợc lu lợng Q = 400 ữ 600 m3/h n = K . ωtb/l Các cánh là cánh phẳng dùng đo n- ớc có t = 90oC , P = 15 kG/ cm2 và Q < 6 m3 /h ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC Cỏch lắp đặt đồng hồ lưu lượng nước Đặt đồng hồ xa những nơi đờng ống có trở lực cục bộ (van, cút, tê) làm dòng chảy bị rối loại. Đồng hồ nớc chỉ đợc đặt trên những đoạn ống thẳng ngang đờng kính ống bằng cửa vào và cửa ra của đồng hồ, đoạn ống thẳng trớc đồng hồ phải đảm bảo >30D và phía sau phải > 15D. ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC P1 P2P1 P2 Buọửng õong II I ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP DUNG TíCH Nguyên lý: Cho môi chất vào đầy buồng đong có dung tích đã biết, đồng thời tác dụng lên bộ phận quay để tạo nên chuyển động có tính chu kỳ và môi chất trong buồng đong thoát đi để tiếp nhận môi chất mới. Lu lợng kế kiểu bánh răng Lu lợng kế kiểu piston Van 4 ngả đợc tự động thay đổi vị trí nhờ trang bị đặc biệt và có liên hệ với chuyển động của piston. Khi Piston chạy đến các đầu xi lanh chất nớc lần lợt đợc đa vào phía dới và phía trên piston làm piston chuyển động và đẩy chất nớc đã chứa đi. Bên ngoài xilanh có thể thêm hộp áo hơi để gia nhiệt giảm độ nhớt môi chất. Lu lợng kế có thể làm việc với áp suất 16 ữ 40 kG/cm2, nhiệt độ chất nớc tới 185oC và có thể đo lu lợng từ 1,3m3/h ữ 80m3/h.Loại này dùng đo chất lỏng độ nhớt lớn (dầu madút) sai số (1 ữ 1,5)%. ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP DUNG TíCH Thuỡng chổùa ÄÚng hổùng Thùng đong phễu lật ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP DUNG TíCH ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU d ≤ 0,03d ≤ 0,1d ≤ 0,02d ≤ 0,03d D 45o + - Định nghĩa: TBTL là thiết bị đặt trong đờng ống làm dòng chảy có hiện tợng thu hẹp cục bộ do tác dụng của lực quán tính và lực ly tâm. Xét về mặt cơ học chất lỏng thỡ quan hệ gữa lu lợng và độ chênh áp suất phụ thuộc rất nhiều yếu tố nh: kích thớc, hỡnh dạng thiết bị tiết lu, tỡnh trạng lu chuyển của dòng chảy, vị trí chỗ đo áp suất, tỡnh trạng ống dẫn chất lỏng. Quá trỡnh tính toán tiết lu có quy định phơng pháp tính toán nh sau : - Dòng chảy liên tục (không tạo xung). - Đờng ống > 50 mm. Nếu dùng ống Venturi thi đờng ống > 100 mm, vành trong ống phải nhẵn trong khoảng 2D. ∆ P = p 1 - p 2F 1 , P 1 , ω 1 F o F 2 , P 2 , ω 2 F 2 p P 2 ' P 1 ' P 1 P 2 Pm p P 1 ' P 2 ' P 2 P 1 Pm F 1 , P 1 , ω 1 F 2 , P 2 , ω 2 F o = F 2 p P 1 ' P 1 Pm F o = F 2 P 2 = P 2 ' Nhờ những nghiên cứu lý luận và thực nghiệm lâu dài và ngời ta đã gió định một số thiết bị tiết lu quy chuẩn. -Thiết bị TL qui chuẩn là thiết bị TL mà quan hệ gữa lu lợng và giáng áp hoàn toàn có thể dùng phơng pháp tính toán để xác định. ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU ∆P = p1- p2 Fo F2 F2, P2, ω2, γ1 F1, P1, ω1, γ1 Nhờ sự tổn thất của dòng khi qua thiết bị tiết lu, dựa vào phơng trỡnh Bécnuli tim đợc tốc độ trung binh dòng tại tiết diện đo. Xét tiết diện I và II ta có sự thay đổi động nang và thế nang: ∫ ∫= −=min2 1 2 1 . FF F F F dPgd  Và dựa vào phơng trinh liên tục : γ .F . ω = const  )(2 .1 . .. ' 2 ' 1 22 0 0222 PPg nm FnFnFQ − − === PgFQ ∆= .2.. 1 0  Trờng hợp môi chất ít dãn nở  = const α : hệ số lu lợng và xác định bằng thực nghiệm. Thực tế α = f (Re, m )[ m3/s ] n F F o = 2m F Fo = 1 ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU ∆P = p1- p2 Fo F2 F2, P2, ω2, γ1 F1, P1, ω1, γ1 Nhờ sự tổn thất của dòng khi qua thiết bị tiết lu, dựa vào phơng trỡnh Bécnuli tim đợc tốc độ trung binh dòng tại tiết diện đo. Xét tiết diện I và II ta có sự thay đổi động nang và thế nang: ∫ ∫= −=min2 1 2 1 . FF F F F dPgd  Và dựa vào phơng trinh liên tục : γ .F . ω = const Trờng hợp môi chất co dãn nở   const [ m3/s ]Q F g P=   . . . .0 1 2 ∆ ε : hệ số hiệu chỉnh (hệ số bành trớng), đợc xác định bằng thực nghiệm. ε = f ( m , , số mũ đoạn nhiệt k ) 1P P∆ ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Tri số Re:   D.Re = Reth = 2.300    D D Q =⇒= Re4. 2 Ngời ta xác định Re bằng cách dự đoán lu lợng nằm trong khoang nào đó => vận tốc dòng Sau khi xác định đợc Re ta suy ra các giá trị khác => Q rồi so sánh 2 giá trị đó cho đến khi sai số nằm trong khoang cho phép. Hệ số lu lợng  : αban õỏửu Re m1 m2 mn m1< m2< m3 Hệ số hiệu chỉnh  : ∆P P1 ε k m ε = f ( m , , k ) 1P P∆α = f (Re, m ) P : ∆P = g. ρ .h ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU αL1 L2 Cách đặt thiết bị tiết lu: Các thiết bị tiết lu có thể đặt trên đờng ống nằm ngang, thẳng đứng, hoặc giua hai mặt bích và phai đam bao đúng vị trí mới giam đợc sai số đo. doạn ống thẳng trớc van khoang L1 ≥ 5D, phía sau L ≥ 2D. Dùng ống trong khoang 2D phai nhẵn. Tiết lu phai đặt đúng tâm. Môi chất phai nằm trong trạng thái nhất định. Nếu hơi nớc thi nên ở trạng thái quá nhiệt, nếu khí thi không nên có tạp chất và hơi nớc. ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU TB Tióỳt lổu õàỷt õỏửu ọỳng Tióỳt lổu hỗnh chổớ nhỏỷt Tióỳt lổu vión phỏn(Duỡng õo ll mọi chỏỳt bỏứn) Tióỳt lổu keùp (Duỡng khi Re nhoớ) ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Tuy vậy nếu khi sử dụng chúng, ngoài việc tính toán ta dùng thí nghiệm để chia độ dụng cụ đo thi độ tin cậy của kết qua đo khá cao. Trong một số tr- ờng hợp đặc biệt ta dùng loại thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn thích hợp hơn loại thiết bị tiết lu qui chuẩn. Ví dụ: khi Re nhỏ, khi D < 50mm, môi chất bẩn, ... Thiết bị tiết lu ngoại qui chuẩn là các thiết bị tiết lu cha đủ các số liệu thí nghiệm hoàn chỉnh, công thức tính lu lợng hoàn toàn do tính toán tim ra, không chắc chắn hoàn toàn đáng tin cậy và cũng khó ớc đoán đợc sai số đo. P1 P2= P1 G P2< P1 G P1 ϕ h ∆P = ksinϕ Hióỷu aùp kóỳ kióứu voỡng xuyóỳn Lu lợng kế kiểu hiệu áp ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Q (G) = f ( ) P∆ Hệ thống đo lu lợng theo giáng áp qua cửa tiết lu gồm thiết bị tiết lu (TBTL) đờng ống dẫn áp suất, hiệu áp kế và đồng hồ thứ cấp chia độ theo đơn vị lu lợng. Khi hiệu áp kế không có thớc chia do thi tín hiệu từ hiệu áp kế đợc đa về đồng hồ thứ cấp nhờ hệ thống truyền tín hiệu. P1 = P2 0 f P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu chuọng 0 0 H P1 0 P1 P2 H h f P1 > P2 ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU P1 P2 P1 P2 Hióỷu aùp kóỳ kióứu họỹp maỡngHióỷu aùp kóỳ kióứu maỡng ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU 2 3 4 5 Q 1 2 3 4 5 6 ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Bộ tích phân Trong lu lợng kế thờng có thêm cơ cấu tích phân để xác định lợng môi chất mang đi trong khoang thời gian nào đó (1 ngày, 1 giờ hay một tuần) và cơ cấu tích phân có thể kiểu điện, cơ khí hoặc khí nén và thờng có cấu tạo phức tạp. Q Q d t t t = ∫ . 1 2 Qhcd Hg Bồm ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Chia độ và kiểm tra thang chia độ của lu lợng kế kiểu hiệu áp kế Q45o Q 45o ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Lắp đặt hiệu áp kế và đờng dẫn tín hiệu áp suất Đo chất nớc: Nên đặt hiệu áp kế (HAK) thấp hơn cửa tiết lu (TL) để tránh khí thoát ra từ chất nớc lọt vào đ- ờng dẫn tín hiệu và HAK. QQ ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Nếu trờng hợp bắt buộc phai đặt HAK cao hơn cửa TL thi ở cửa cao nhất phai có binh thu khí và van xa. Hai bên cửa TL cần có ống chu U để tránh khí lọt vào đờng tín hiệu và HAK. Đo hơi nớc: Dùng binh cân bằng n- ớc đọng đặt hai bên cửa tiết lu Qγmc γ γhak γmcγ hakγ γ γγ mchak ĐO LƯU LƯợNG THEO PHƯƠNG PHáP TIếT LƯU Đo chất khí: Cách ly môi chất cần đo với môi chất hiệu áp kế : ĐO LƯU LƯợNG MÔI CHấT LƯU LƯợNG Kế Có GIáNG áP KHÔNG ĐổI P1 G F N P2 W Nguyên lý : Bộ phận chính của rôtamét gồm 1 ống hỡnh nón cụt đặt thẳng đứng bên trong có phao. Phao có đ- ờng kính < đờng kính trong của ống nên có thể tự do chuyển động lên xuống khi bị dòng môi chất đẩy lên và phao phai nằm đúng ở tâm. Khi đo l- ờng phao bị dòng chảy đẩy lên đến một vị trí nào đó, đáy khe hở giua phao và ống hinh nón có tiết diện sao cho lực do mất mát áp suất dòng chay sinh ra và lực tác dụng lên phao cân bằng với trọng lợng của phao ở trong môi chất. Rôtamét G + N = F + W Vp . γp . g = ( P - P2 ) . fp ∆ P V g f P P P = . . => Rôtamét LƯU LƯợNG Kế Có GIáNG áP KHÔNG ĐổI Lu lợng kế piston LƯU LƯợNG Kế Có GIáNG áP KHÔNG ĐổI Lu lợng kế piston đo dáng áp không đổi thờng không có thớc chia độ mà chuyển qua tín hiệu điện. Loại này dùng đo nhung chất có γ lớn nh dầu, nhờn, dầu đen áp suất đến 10 KG/cm2 và t = 100 oC Một số lu lợng kế đặc biệt Nhiệt kế điện trở Lu lợng kế kiểu nhiệt lợng kế Nguyên lý: đốt nóng dòng khí bằng nguồn nhiệt có công suất không đổi. => Nhiệt lợng nhận đợc Qt= G.Cp .( t - t2 ) và Qt = K .U .I => G = f( t - t2 ) 7 8 5 2 6 1 4 3 Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế kiểu dẫn nhiệt ( tốc kế gió ) Nguyên lý : Dựa vào dòng nhiệt do dòng khí nhận Dùng nguồn 8 đốt sợi đốt 2 và dùng cặp nhiệt đo nhiệt độ của sợi đốt 2 và tim độ sai lệch mất mát do gió lấy đi so với lý thuyết => đo đợc vận tốc gió. N S BKĐ Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế kiểu điện từ Nguyên lý: Dựa vào tính chất các chất lỏng cũng dẫn điện nh dây dẫn, do vậy khi chất lỏng chuyển động trong điện trờng thi sẽ sinh ra một sđđ cam ứng và sđđ này có quan hệ với lu lợng  ... 4 2 QBDE = B : cam ứng từ. à : hệ số ứng từ. Thờng dùng đo nhung chất lỏng dẫn điện tốt nh : xút, axít, đờng, bột giấy và đo máu trong y học. Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế kiểu điện từ Thiết bị đo lưu lượng từ tớnh cú ứng dụng đặc biệt rộng rói, độ ổn định cao. Lưu lượng kế dạng Vortex là cụng nghệ sử dụng nhiều trong cỏc ứng dụng hơi (steam), thực phẩm, v.v. phự hợp với cỏc chất lỏng sạch cú độ nhớt thấp và cỏc chất khớ. Series 8800 của Rosemount được thiết kế với đặc điểm "No Leakage" nhằm chống việc rũ rỉ chất lỏng ra ngoài. Vortex của Rosemount cũn cú khả năng tớnh toỏn ra khối lượng nhằm sử dụng cho cỏc ứng dụng như đo hơi nước (steam), đo chất khớ, v.v. cần hiển thị đơn vị khối lượng BA L 1 2 4 3 Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế siêu âm 1- Máy phát sóng siêu âm. 2- Dụng cụ đo pha. 3- Dồng hồ xác định độ lệch pha. 4- Bộ khuếch đại. A- Bộ phát và B- là bộ thu Untrasonic Flow Meter Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế siêu âm E1 2 3 A Một số lu lợng kế đặc biệt Lu lợng kế dùng đồng vị phóng xạ Trên ban cực 3 ngời ta quét lớp chất phóng xạ khi phóng xạ => dòng khí dẫn điện đợc đo bằng đồng hồ => đo đợc vận tốc khí. Khi lợng phóng xạ giam dần => độ chính xác kém. Handheld Doppler Flowmeter from Dynasonics Release Date: December 11, 2006 The UFX flowmeter from Dynasonics, Racine, WI, is a handheld Doppler flowmeter that measures fluid velocities from 0.3–30.0 fps with a 100:1 turndown ratio. It operates on metal or plastic closed full pipes sized 6 mm and larger and that contain liquids with >100 ppm of 100 àm suspended solids or entrained gases. An 18 mm LCD displays readings in fps or m/s. Applications include dredging systems, crude oil, sludges, and waste slurries. Một số lu lợng kế đặc biệt CHƯƠNG 5 ĐO MứC CAO CủA MÔI CHấT Trong thực tế thờng phải đo mức cao của mặt phân giới nhiên liệu thể nớc hoặc nhiên liệu thể rắn ở dạng hạt, để biết đợc rõ số lợng trong binh chứa nhằm bao đam kế hoạch san xuất... Tùy theo phơng pháp đo và cấu tạo của đồng hồ mà có thể chia dụng cụ đo mức cao thành nhiều loại khác nhau. Có các phơng pháp để đo mức cao chủ yếu nh: - Phơng pháp cơ khí (dùng phao). - Phơng pháp bằng thủy tinh (binh thông nhau). - Phơng pháp cột áp (đo hiệu áp giua binh cần đo và binh chuẩn nào đó). - Phơng pháp khí nén (sử dụng áp suất của chất khí khác để thổi vào binh cần đo). Ngoài ra còn có các phơng pháp gián tiếp khác nh phơng pháp dùng nồng độ phóng xạ và phơng pháp điện dung, siêu âm ĐO MứC CAO CủA MÔI CHấT Phơng pháp cơ khí min max -Trờng hợp bỡnh không có áp lực: loại này là loại đơn giản nhất. Loại này dựng đo mức trong bỡnh chứa đặt ở trờn cao hay dưới đất - Khi bỡnh có áp lực : Ta cũng dùng phao dùng cho bỡnh có áp suất sai số đo cần giảm đến mức tối thiếu do có lực ma sát. ĐO MứC CAO BằNG PHƯƠNG PHáP TIếP XúC ĐO MứC CAO BằNG PHƯƠNG PHáP TIếP XúC Phơng pháp cơ khí ĐO MứC CAO BằNG PHƯƠNG PHáP TIếP XúC Phơng pháp cơ khí Phơng pháp đo mức kiểu thủy tinh min max ρb H ρọ hVới loại này nhờ ống thủy tinh trong su