Nguyên lý và cấu tạo các thiết bị đo tốc độ chất lỏng

Việc lựa chọn phương pháp hoặc loại thiết bị đo phụ thuộc vàođiều kiện đo và độ chính xác cần thiết… Hai phương pháp thôngdụng nhất giúp có được ước tính chính xác lưu lượng nước là:· Phương pháp tính thời gian cấp đầy: đổ đầy nước vào bể cóthể tích xác định trước (m3). Thời gian để cấp đầy bể được đobằng đồng hồ bấm giờ và ghi lại (s). Lấy thể tích chia cho thờigian sẽ cho kết quả lưu lượng trung bình (m3/s)· Phương pháp sử dụng phao: phương pháp này thường đượcsử dụng để đo lưu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý và cấu tạo các thiết bị đo tốc độ chất lỏngHọ và tên: Nguyễn Việt HoàngLớp: K55 – Công nghệ môi trường A. Nguyên lý và cấu tạo các thiết bị đo tốc độ chất lỏng Việc lựa chọn phương pháp hoặc loại thiết bị đo phụ thuộc vào điều kiện đo và độ chính xác cần thiết… Hai phương pháp thông dụng nhất giúp có được ước tính chính xác lưu lượng nước là: • Phương pháp tính thời gian cấp đầy: đổ đầy nước vào bể có thể tích xác định trước (m3). Thời gian để cấp đầy bể được đo bằng đồng hồ bấm giờ và ghi lại (s). Lấy thể tích chia cho thời gian sẽ cho kết quả lưu lượng trung bình (m3/s) • Phương pháp sử dụng phao: phương pháp này thường được sử dụng để đo lưu lượng ở 1 ống hở. Một khoảng cách nhất định được dánh dấu vào thành ống (25 – 50 m). Một quả bóng (bóng bàn) đặt trên mặt chất lỏng và thời gian để bóng trôi đến hết khoảng cách đánh dấu được đo và ghi lại. Đo nhiều lần để lấy kết quả chính xác hơn. Tốc độ chất lỏng được tính bằng khoảng cách bóng trôi/thời gian trôi trung bình. Tùy theo các điều kiện về lưu lượng và đặc tính ống mà ta lấy vận tốc trung bình chia cho hệ s ố 0,8 – 0,9 để đạt vận tốc cao nhất ở ống hở vì vận tốc bề mặt sẽ bị giảm do sức cản của gió, vv… Một số loại đồng hồ thông dụng: 1. Đồng hồ đo lưu lượng kiểu phao Đồng hồ đo lưu lượng kiểu phao bao gồm một ống nhọn và một phao. Loại thiết bị đo với diện tích biến đổi này thường được sử dụng nhiều nhất vì chi phí thấp, đơn giản, sụt giảm áp suất thấp, khả năng đo trong dải rộng và đầu ra tuyến tính. 2. Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm. Cấu tạo: Với: A, B: 2 bộ chuyển đổi sóng âm R: vật phản xạ L: khoảng cách giữa 2 bộ chuyển đổi VM: vận tốc dòng chảy tAB: thời gian truyền sóng âm từ A đến B tBA: thời gian truyền sóng âm từ B đến A Nguyên lý: Tốc độ truyền âm v của sóng siêu âm trong 1 môi trường phụ thuộc vào vận tốc âm thanh CM trong môi trường đó và vận tốc dòng chảy VM. ; Hai bộ chuyển đổi A và B lần lượt liên tục gửi cho nhau những tín hiệu sóng siêu âm và đo được 2 đại lượng thời gian thực t AB và tBA qua lại giữa các tín hiệu này. ; Nếu có dòng chảy vào thì thời gian qua lại giữa các tín hi ệu s ẽ nhanh hơn theo chiều xuôi và chậm hơn theo chiều ngược dòng chảy. Sự chênh lệch về thời gian này chính là giá trị v ận t ốc c ủa dòng chảy VM. 3. Đồng hồ đo lưu lượng kiểu tuabin Cấu tạo: Gồm có tua – bin (1) quay trên giá đỡ (2) được gắn vào thanh đ ỡ (3) trong ống dẫn. Ổ đỡ (4) có tác dụng hạn chế tốc độ di chuyển cánh quạt. Trục cánh quạt được làm bằng vật liệu không dẫn từ trong đó gắn lõi thép (5) bằng vật liệu mềm. Bên ngoài là nam châm vĩnh cửu (6) quấn trên đó là cuộn dây cảm ứng (7). Nguyên lý: khi tua – bin quay, lõi thép (5) cũng chuy ển đ ộng theo khiến từ thông của nam châm sẽ biên thiên và làm xuất hiện 1 suất điện động cảm ứng giữa 2 đầu cuộn dây (7). Đo tần số trung bình f của dòng điện cảm ứng bằng tần số kế và từ đó suy ra tốc độ dòng chảy. 4. Đồng hồ đo kiểu cảm ứng: dùng đo tốc độ dòng chảy dẫn điện Cấu tạo: Nguyên lý: ống (1) được chế tạo bằng vật liệu không dẫn từ cho chất lỏng dẫn điện chảy qua. Từ trường biến thiên do nam châm (2) tạo nên xuyên qua dòng chất lỏng làm xuất hiện suất điện đ ộng cảm ứng. Suất điện động này được lấy ra từ 2 điện cực (3) và (4) nối với thiết bị đo. Độ lớn của suất điện động được tính theo công thức: Trong đó: k – hệ số – tần số góc của từ thông do nam châm tạo ra B – độ cảm ứng từ d – đường kính trong của ống dẫn v – tốc độ trung bình của chất lỏng theo tiết diện ống Nếu gọi Q là lưu lượng chất lỏng thì suất điện động biểu diễn qua lưu lượng: với là lưu lượng B. Nguyên lý và cấu tạo các thiết bị đo áp suấtTrong trường hợp chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là ápsuất tĩnh pt do trọng lượng của cột chất lưu gây nên cộng với tác dụngcủa áp suất khí quyển tác dụng lên mặt thoáng của chất lưu:Trong đó: – áp suất khí quyển – khối lượng riêng chất lưu – gia tốc trọng trường h – khoảng cách từ điểm khảo sát đến mặt thoáng tiếp xúc vớikhí quyểnTrong trường hợp chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu gồm 2thành phần gồm áp suất tĩnh và áp suất độngÁp suất tĩnh phụ thuộc vào vị trí của điểm khảo sát. Áp suất đ ộng làthành phần do chuyển động của chất lưu gây nên, trị số phụ thuộc vàotốc độ chuyển động của chất lưu theo công thức:Trong đó là tốc độ chuyển động của chất lưu Đối vs áp suất tĩnh có thể tiến hành đo bằng các phương pháp sau: • Đo trực tiếp áp suất chất lưu thông qua 1 lỗ đ ươc khoan trên thành bình ...