Với đại lượng l/b đã cho có thể giảm tổn thất đầu cuối, nếu làm mỏng được lớp biên ở vùng có độ cong của rãnh lớn nhất, cũng như nếu giảm bớt gradien áp suất trong vùng ấy.. Rõ ràng là,
Trang 1Đối với dãy ống phun ta thay β bằng α
Góc quặt càng bé thì hiệu số áp suất ở phía lưng và bụng prôfin càng nhỏ, tức là tổn thất đầu cuối càng bé
Với đại lượng l/b đã cho có thể giảm tổn thất đầu cuối, nếu làm mỏng được lớp biên ở vùng có độ cong của rãnh lớn nhất, cũng như nếu giảm bớt gradien áp suất trong vùng ấy Rõ ràng là, nếu ở gần tiết diện ra bằng những biện pháp đặc biệt tăng độ thắt dần của dòng, thì tổn thất đầu cuối sẽ giảm
Mục đích ấy đã được thực hiện trong định hình dãy cánh xung lực với chiều cao bé l< 1 ÷1,5 Người ta đã thay rãnh có tiết diện không đổi với tốc độ cố định từ đầu vào đến đầu ra khỏi dãy cánh bằng rãnh to dần (đoạn đầu) sau đó là nhỏ dần Do độ thắt dần trước cổ lớn, lớp biên ở vị trí ấy được làm mỏng đi và tổn thất đầu cuối giảm, đồng thời tổn thất ma sát tăng
Giảm tổn thất đầu cuối trong dãy ống phun có thể thực hiện được bằng cách định hình kinh tuyến cho rãnh Cách định hình như vậy cho ta giảm gradien áp suất ngay tại các vị trí có độ cong lớn nhất, tức là, giảm bớt dòng chảy tràn thứ cấp, giảm bề dày của lớp biên tại tiết diện ra trên lưng prôfin do tăng độ thắt dẫn của rãnh ở miền cắt vát; ngoài ra giảm được tổn thất của dãy cánh vòng, cụ thể là do dòng bị ép vào tiết diện gốc của cánh mà giảm tổn thất ở đai trụ phía dưới Cách định hình kinh tuyến cũng cho phép làm đều một phần áp suất tĩnh dọc chiều cao sau các cánh ống phun
Khi tăng số M và Re ( trong phạm vi Re < Remin ) nhờ làm mỏng lớp biên mà tổn thất đầu cuối giảm Khi giảm góc vào của dòng trong dãy cánh tổn thất đầu cuối sẽ tăng vì gradien áp suất
pr
ζ
k
ζ
b 1
l = l
1
∆β=60
o
80 o
140o 120 100o
Hình 4.15 Sự thay đổi các tổn thất đầu cuối
trong dãy cánh phẳng tuỳ thuộc vào chiều
cao tương đối của cánh quạt và góc quặt
của rãnh ∆β =180 o - (β1 +β2E )
Trang 2
Trong các quá trình nhiệt thường đòi hỏi phải luôn luôn theo dõi lưu lượng môi chất Đối với thiết bị truyền nhiệt và thiết bị vận chuyển môi chất thì lưu lượng môi chất trực tiếp đặc trưng cho năng lực làm việc của thiết bị Vì vậy khi kiểm tra lưu lượng môi chất sẽ giúp ta có thể trực tiếp phán đoán được phụ tải của thiết bị
và tình trạng làm việc của thiết bị về mặt an toàn và kinh tế
Trong đời sống hàng ngày cũng như trong công nghiệp, đo lưu lượng là công việc rất bức thiết Người ta thường phải đo lưu lượng của các chất lỏng như nước, dầu, xăng, khí than
4.1 ĐịNH NGHĩA Và ĐƠN Vị LƯU LƯợNG
Lượng vật chất (hoặc năng lượng) được vận chuyển đi trong một đơn vị thời gian :
G G
t
dG dt
∆ Lưu lượng tích phân đó là tổng hợp lượng vật chất chuyển đi trong một khoảng thời gian : GS = ∫ 2
1
t
t G dt
Đơn vị : kg/s ; m3/s (khí) Ngoài ra kg/h ; tấn /h ; l/phút ; m3/h Khi đơn vị là : m3/s => lưu lượng thể tích Q
G = γ Q (γ - là trọng lượng riêng của môi chất cần đo)
4.2 ĐO LƯU LƯợNG THEO LƯU TốC
Nếu biết được tiết diện F và vận tốc trung bình ωtb
=> Q = F ωtb (m³/s)
4.2.1 Cách xác định vận tốc trung bình
Ta sử dụng ống đo áp suất động
a- Xác định vận tốc trung bình = 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 như nhau
F
ω
Trang 3
⇒ ω
ω
tb
i n
n
=
∑
Nếu ta đặt ống đo áp suất động tại điểm i thì áp suất tĩnh : ∆Pi = (γh - γ') hi
ωtb = 2γg P tb =
1
.∆ 2g.( h ')h tb
1
γ γ
γ’: trọng lượng riêng của phần chất lỏng nằm trên γh (thường γ’ = γh)
γh : trọng lượng riêng của chất có độ chênh áp là hi
γ1 : trọng lượng riêng môi chất cần đo lưu lượng
h
tb = 1 ∑ ⇒ Q = ωtb F và G = γ Q Chú ý : - Nếu tiết diện ống hình chữ nhật thì ta chia thành nhiều hình chữ nhật
nhỏ đối xứng và đo tốc độ tại các diện tích nhỏ này
- Nếu tiết diện ống là hình tròn thì ta dùng trong đường tâm bán kính r1
; ri ; rn
n
i =
2 Nếu R = 150 ữ 300 mm chọn n = 3
R > 300 mm chọn n = 5 Sau khi xác định được ω1 tại ri => ωtb
b-Xác định ω tb theo quan hệ (Re)
max
f
tb = ω ω
Đồ thị NICURáT Nếu Re = 2.300 Nếu Re > Reth chảy rối Nếu Re < Reth chảy tầng
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
ω tb
ω max
lgRe = lg γωP1 d
γ h
Trang 4
Đối với dòng chảy tầng ωtb = 1 ω
2 m a x
Đối với dòng chảy rối ωtb = 0 84 , ωm ax
4.2.2 ống pi tô
a- Nguyên lý: Chất lỏng chảy trong ống
khi bị ngăn lại thì động năng -> thế năng
Đo sự biến đổi này và dựa vào đó
=> Vận tốc của chất lỏng
P1 - P2 = Pđ = h γh
và theo phương pháp becnulu
ω ω
γ
ω
ω
p
p
1 2
ω1 : tốc độ dòng tại điểm đo
ω2 : dòng chắn lại (= 0)
⇒ ω ω
γ
2
2 1 2
2
ư
= ư g ( P ư P ) thường ω
2 = 0 => ω2 =
1
1
2 ) (
2 γ
P P
Vậy muốn đo ω2 ta cần đo giáng áp tại điểm đó
Đối với chất khí:
Thì γ phụ thuộc áp suất => ta đưa ra đại lượng số max M =
a
ω Khi M < 0,2 thì dùng công thức trên
Khi M > 0,2 thì :
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
ư
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ư
=
ư 1 1
2
1
1
2 2
K K
P
P T R K
K g
ω
a : Tốc độ âm thanh
k : Số mũ đoạn nhiệt
T : nhiệt độ tuyệt đối khi khí chưa bị nén áp Chú ý : khi đo bằng ống pitô thì dòng chảy cần phải ổn định, do đó cách này không phù hợp với vận tốc thay đổi vì có tổn thất áp suất P1 và P2 đo ở những
điểm khác nhau => cần thêm một số hiệu chỉnh
P2
P1
γ1
ω
Trang 5
ξ = 0,98 ữ 0,99 ⇒ ωT = ξ ω1 ống đo P2 phải bền về cơ học và không thu hẹp dòng chảy rõ rệt
d < 0,1 D thường, d = 0,05 D ống đo P1 phải nhỏ để giảm áp lực do sức hút của dòng chảy
b- Cấu tạo ống pitô
ống đo gồm hai ống ghép lại ống đo áp suất toàn phần P2 nằm chính giữa 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 hình cầu, lỗ lấy áp suất động có vị trí (3ữ4)d Nhánh I là nhánh không chịu ảnh hưởng của ống đỡ (L), nhánh II là nhánh chịu
ảnh hưởng của ống đỡ Khi đo, ống có thể đặt lệch phương của dòng chảy đến (5ữ6)o mà không ảnh hưởng đến kết quả đo, số lượng lỗ khoan từ 7 ữ 8 lỗ
Trong thực tế ta dùng ống pitô để đo có đường kính là d = 12mm và trong phòng thí nghiệm dùng loại d = 5 ữ 12 mm, áp dụng sao cho tỷ số d/D < 0,05 là tốt
nhất (D : là đường kính ống chứa môi chất)
Khi đặt ở vị trí khác nhau thì phải thêm hệ số bổ chính ξ
P1
P2
d 0,3d
A-A
0,1d 8-10d 3-4d
L
d l 0
1 0,5
8 3
II I
ω 2g
P 2 - P 1
γ 2
