8/23/2012
KHOA XÂY DỰNG & ðIỆN
CƠ CHẤT LỎNG
CHƯƠNG 9:
ðO ðẠC DÒNG CHẢY
1
Tháng 08/2012
Th.S BÙI ANH KIỆT
NỘI DUNG
I. Khái niệm chung về ño ñạc dòng chảy
II. ðo vận tốc bằng ống dò Pitot
III. ðo lưu lượng bằng ống Venturi
IV. Dòng chảy qua lỗ và vòi
2
Th.S Bùi Anh Kiệt
1
8/23/2012
I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ðO ðẠC DÒNG CHẢY
(cid:1) Nguyên lý hoạt ñộng: cơ sở lý thuyết của phương trình
Bernoulli
(cid:1) ðo vận tốc dòng chảy ñược thực hiện với ống dò Pitot.
(cid:1) ðo lưu lượng dòng chảy ñược thực hiện với ống Venturi và
các thiết bị khác có cùng nguyên lý hoạt ñộng.
3
Th.S Bùi Anh Kiệt
II. ðO LƯU TỐC BẰNG ỐNG DÒ PITOT
(cid:1) Viết phương trình Bernoulli cho 2 m/c 1-1 và m/c 2-2
(không xét ñến tổn thất cột nước):
2
2
2 u 2 2g
2
+ = + + + z z 1 p g p 1 g
(1)
2 u 1 2g 2 u 1 2g
(cid:1) Áp dụng phương trình thuỷ tĩnh học:
+
=
+
(2)
z
z 1
M
2
+
=
+
z
z
(3)
2
N
p 1 g p g
p M g p N g
(2)&(3)
= - p g p 1 g
4
=
=
z
z
h
(4)
N
M
p 2 γ
p 1 γ
- -
Th.S Bùi Anh Kiệt
2
8/23/2012
II. ðO LƯU TỐC BẰNG ỐNG DÒ PITOT (tt)
=
2gh
u1
(cid:1) Thay (4) vào (1): u 2 1 = 2g
HỆ SỐ VẬN TỐC
(cid:1) Hệ số vận tốc φ là tỉ số giữa vận tốc thực của dòng chảy trên mặt cắt thẳng góc với dòng chảy và vận tốc lý tưởng khi không xét ñến ảnh hưởng của ma sát.
V=j
gh2
h
5
Th.S Bùi Anh Kiệt
III. ðO LƯU LƯỢNG BẰNG ỐNG VENTURI
(cid:1) Viết phương trình Bernoulli cho 2 mặt cắt 1-1 và 2-2:
+
+
=
+
+
z
z
1
2
p 1 γ
p 2 γ
2 V 1 1 2g
2 V 2 2 2g
2
2
a a
6
=
(1)
p 1 γ
p 2 γ
Q 2gA
Q 2gA
2 2
2 1
- -
Th.S Bùi Anh Kiệt
3
8/23/2012
III. ðO LƯU LƯỢNG BẰNG ỐNG VENTURI (tt)
(cid:1) Áp dụng phương trình thuỷ tĩnh học:
+
=
+
z
z 1
A
=
=
(z
h
(2)
A
)z B
p 1 γ
p 2 γ
2
B
+
=
+
z
z
2
B
p 1 g p g
p A g p g
2
(1)&(2)
- -
=
Q
h
4
2 πD 1 4
1
g2 ) /D(D 2 1
=m
ðặt:
4
- - Q 2g h= 1 2 A 2 1 2 A 1
2 πD 1 4
1
g2 /D(D ) 2 1
Suy ra:
hµQ =
hµ.kQ =
Nếu kể ñến tổn thất hw giữa m/c 1-1 và 2-2:
-
7
(Với k < 1: hệ số ống Ventury)
Th.S Bùi Anh Kiệt
IV. DÒNG CHẢY QUA LỖ VÀ VÒI
IV.1. DÒNG CHẢY QUA LỖ (cid:1) Áp dụng phương trình năng lượng cho m/c 1-1 và m/c co hẹp C-C:
C
Cf1
2 .V 0 2g
2 .V C C 2g
a
=
+
H
h
a a + = + + + + H z h - p 1 γ p C γ
0
C1f
2 .V C C 2g
Tổn thất năng lượng chủ yếu tổn thất qua lỗ:
h
x=-
C1f
c
2 V C g2
Vận tốc qua lỗ tại m/c co hẹp:
-
8
=
gH2.
V C
0
x
1 a + C
c
Th.S Bùi Anh Kiệt
4
8/23/2012
IV. DÒNG CHẢY QUA LỖ VÀ VÒI (tt)
IV.1. DÒNG CHẢY QUA LỖ
j
=
ðặt:
là hệ số lưu tốc (j < 1)
1 +
x
Cα
c
V j=
gH2.
C
0
Q j=
gH2.A.
Lưu lượng qua lỗ:
C
0
(AC: tiết diện mặt cắt co hẹp)
=
=
ε
A.ε
Nếu hệ số co hẹp:
AC
A C A
j.εµ =
ðặt:
- hệ số lưu lượng
Q m=
Lưu lượng qua lỗ:
0gH2.A.
9
Th.S Bùi Anh Kiệt
IV. DÒNG CHẢY QUA LỖ VÀ VÒI (tt)
IV.2. DÒNG CHẢY QUA VÒI (cid:1) Áp dụng phương trình năng lượng cho m/c co hẹp C-C và m/c 2-2:
C
2
2 .V C C 2g
2 .V 2 2 2g
a a + = + + + z z p 2 γ
2 Vα CC g2
Áp suất tại mặt cắt C-C là áp suất chân không.
(cid:1) Vận tốc qua vòi :
C
=
= < - 0 p C γ p C γ 2 Vα 2 2 g2
j
V C,
vòi
0
0
1 +
a
x
p g
p C g
Hg2.
=
Hg2
C
c
- -
10
(cid:1) Nếu vòi và lỗ có cùng ñường kính, cùng hệ số co hẹp, ta có:
Lưu lượng qua vòi lớn hơn lưu lượng qua lỗ.
Th.S Bùi Anh Kiệt
5
8/23/2012
11
Th.S Bùi Anh Kiệt
6
