CHÖÔNG : CÔ SÔÛ LYÙ HUYEÁ VEÀ KHÍ NEÙN SÖÏ PHAÙ RIEÅN CUÛA KYÕ HUAÄ KHÍ NEÙN ÖÙng duïng hí neùn ñaõ coù töø thôøi tröôùc Coâng Nguyeân, tuy nhieân söï haùt trieån cuûa hoa hoïc yõ thuaät thôøi ñoù hoâng ñoàng boä, nhaát laø söï eát hôï caùc ieán thöùc eà cô hoïc, aät lyù, aät lieäu coøn thieáu, cho neân haïm i öùng duïng cuûa hí neùn coøn raát haïn cheá Maõi ñeán theá yû thöù 9, caùc maùy moùc thieát bò söû duïng naêng löôïng hí neùn laàn löôït ñöôïc haùt minh Vôùi söï haùt trieån maïnh meõ cuûa naêng löôïng ñieän, ai troø söû duïng naêng löôïng baèng hí neùn bò giaûm daàn uy nhieân, ieäc söû duïng naêng löôïng baèng hí neùn aãn ñoùng moät ai troø coát yeáu ôû nhöõng lónh öïc maø hi söû duïng ñieän seõ hoâng an toaøn Khí neùn ñöôïc söû duïng ôû nhöõng duïng cuï nhoû nhöng truyeàn ñoäng ôùi aän toác lôùn nhö: buùa hôi, duïng cuï daä, taùn ñinh nhaát laø caùc duïng cuï, ñoà gaù eï chaët trong caùc maùy Sau chieán tranh theá giôùi thöù hai, ieäc öùng duïng naêng löôïng baèng hí neùn trong yõ thuaät ñieàu hieån haùt trieån haù maïnh meõ Nhöõng duïng cuï, thieát bò, haàn töû hí neùn môùi ñöôïc saùng cheá aø öùng duïng aøo nhieàu lónh öïc haùc nhau Söï eát hôï hí neùn ôùi ñieän - ñieän töû seõ quyeát ñònh cho söï haùt trieån cuûa yõ thuaät ñieàu hieån trong töông lai KHAÛ NAÊNG ÖÙNG DUÏNG CUÛA KHÍ NEÙN rong lónh öïc ñieàu hieån Nhöõng naêm 50 aø 60 cuûa theá yû 0 laø giai ñoïan yõ thuaät töï ñoäng hoùa quaù trình saûn xuaát haùt trieån maïnh meõ Kyõ thuaät ñieàu hieån baèng hí neùn ñöôïc haùt trieån roäng raõi aø ña daïng trong nhieàu lónh öïc haùc nhau Chæ rieâng ôû Coäng Hoaø Lieân Bang Ñöùc ñaõ coù 60 haõng chuyeân saûn xuaát caùc haàn töû ñieàu hieån baèng hí neùn Heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn ñöôïc söû duïng ôû nhöõng lónh öïc maø ôû ñoù hay xaûy ra nhöõng uï noå nguy hieåm nhö caùc thieát bò hun sôn, caùc loaïi ñoà gaù eï caùc chi tieát nhöïa, chaát deûo hoaëc caùc lónh öïc saûn xuaát thieát bò ñieän töû, ì ñieàu ieän eä sinh moâi tröôøng raát toát aø an toaøn cao Ngoaøi ra, heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn coøn ñöôïc söû duïng trong caùc daây chuyeàn röûa töï ñoäng, trong caùc thieát bò aän chuyeån aø ieåm tra cuûa thieát bò loø hôi, thieát bò maï ñieän, ñoùng goùi, bao bì aø trong coâng nghieä hoùa chaát rong caùc heä thoáng truyeàn ñoäng - Caùc duïng cuï, thieát bò maùy a ñaä: Caùc thieát bò, maùy moùc trong lónh öïc hai thaùc nhö: hai thaùc ñaù, hai thaùc than, trong caùc coâng trình xaây döïng nhö: xaây döïng haàm moû, ñöôøng haàm - ruyeàn ñoäng quay: ruyeàn ñoäng ñoäng cô quay ôùi coâng suaát lôùn baèng naêng löôïng hí neùn giaù thaønh raát cao Neáu so saùnh giaù thaønh tieâu thuï ñieän cuûa moät ñoäng cô quay baèng naêng löôïng Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn
hí neùn aø moät ñoäng cô ñieän coù cuøng coâng suaát, thì giaù thaønh tieâu thuï ñieän cuûa moät ñoäng cô quay baèng naêng löôïng hí neùn cao hôn 0 ñeán 5 laàn so ôùi ñoäng cô ñieän Nhöng ngöôïc laïi theå tích aø troïng löôïng nhoû hôn 30% so ôùi ñoäng cô ñieän coù cuøng coâng suaát Nhöõng duïng cuï aën ít, maùy hoan, coâng suaát hoaûng 3,5 W, maùy maøi, coâng suaát hoaûng,5 W cuõng nhö nhöõng maùy maøi ôùi coâng suaát nhoû, nhöng ôùi soá oøng quay cao hoaûng 00000 /h thì haû naêng söû duïng ñoäng cô truyeàn ñoäng baèng hí neùn laø huø hôï - ruyeàn ñoäng thaúng: Vaän duïng truyeàn ñoäng baèng aù suaát hí neùn cho truyeàn ñoäng thaúng trong caùc duïng cuï, ñoà gaù eï chi tieát, trong caùc thieát bò ñoùng goùi, trong caùc loaïi maùy gia coâng goã, trong caùc thieát bò laøm laïnh cuõng nhö trong heä thoáng hanh haõm cuûa oâtoâ - rong caùc heä thoáng ño aø ieåm tra: 3 NHÖÕNG ÑAËC RÖNG CUÛA KHÍ NEÙN - Veà soá löôïng: coù saün ôû haé moïi nôi neân coù theå söû duïng ôùi soá löôïng oâ haïn - Veà aän chuyeån: hí neùn coù theå aän chuyeån deã daøng trong caùc ñöôøng oáng, ôùi moät hoaûng caùch nhaát ñònh Caùc ñöôøng oáng daãn eà hoâng caàn thieát ì hí neùn sau hi söû duïng seõ ñöôïc cho thoaùt ra ngoaøi moâi tröôøng sau hi ñaõ thöïc hieän xong coâng taùc - Veà löu tröõ: maùy neùn hí hoâng nhaát thieát haûi hoaït ñoäng lieân tuïc Khí neùn coù theå ñöôïc löu tröõ trong caùc bình chöùa ñeå cung caá hi caàn thieát - Veà nhieät ñoä: hí neùn ít thay ñoåi theo nhieät ñoä - Veà hoøng choáng chaùy noå: hoâng moät nguy cô naøo gaây chaùy bôûi hí neùn, neân hoâng maát chi hí cho ieäc hoøng choáng chaùy Khoâng hí neùn thöôøng hoaït ñoäng ôùi aù suaát hoaûng 6 bar neân ieäc hoøng noå hoâng quaù höùc taï - Veà ính eä sinh: hí neùn ñöôïc söû duïng trong caùc thieát bò ñeàu ñöôïc loïc caùc buïi baån, taï chaát hay nöôùc neân thöôøng saïch, hoâng moät nguy cô naøo eà maët eä sinh ính chaát naøy raát quan troïng trong caùc ngaønh coâng nghieä ñaëc bieät nhö: thöïc haåm, aûi sôïi, laâm saûn aø thuoäc da - Veà caáu taïo thieát bò: ñôn giaûn neân reû hôn caùc thieát bò töï ñoäng haùc - Veà aän toác: hí neùn laø moät doøng chaûy coù löu toác lôùn cho heù ñaït ñöôïc toác ñoä cao (aän toác laøm ieäc trong caùc xy - lanh thöôøng töø - m/s) - Veà tính ñieàu chænh: aän toác aø aù löïc cuûa nhöõng thieát bò coâng taùc baèng hí neùn ñöôïc ñieàu chænh moät caùch oâ caá - Veà söï quaù taûi: caùc coâng cuï aø caùc thieát bò ñöôïc hí neùn ñaûm nhaän taûi troïng cho ñeán hi chuùng döøng hoaøn toaøn cho neân seõ hoâng xaûy ra quaù taûi 4 ÖU NHÖÔÏC ÑIEÅM CUÛA HEÄ HOÁNG RUYEÀN ÑOÄNG BAÈNG KHÍ NEÙN 4 Öu ñieåm: Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn
- Do haû naêng chòu neùn (ñaøn hoài) lôùn cuûa hoâng hí, cho neân coù theå trích chöùa deã daøng Nhö aäy, coù haû naêng öùng duïng ñeå thaønh laä moät traïm trích chöùa hí neùn - Coù haû naêng truyeàn naêng löôïng xa, bôûi ì ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa hí neùn nhoû aø toån thaát aù suaát treân ñöôøng oáng nhoû - Ñöôøng daãn hí neùn thaûi ra hoâng caàn thieát - Chi hí thaá ñeå thieát laä moät heä thoáng truyeàn ñoäng baèng hí neùn, bôûi ì haàn lôùn trong caùc xí nghieä heä thoáng ñöôøng daãn hí neùn ñaõ coù saün - Heä thoáng hoøng ngöøa aù suaát giôùi haïn ñöôïc baûo ñaûm 4 Nhöôïc ñieåm: - Löïc truyeàn taûi thaá - Khi taûi troïng trong heä thoáng thay ñoåi thì aän toác cuõng thay ñoåi Bôûi ì haû naêng ñaøn hoài cuûa hí neùn lôùn, cho neân hoâng theå thöïc hieän ñöôïc nhöõng chuyeån ñoäng thaúng hoaëc quay ñeàu - Doøng hí neùn thoaùt ra ôû ñöôøng daãn gaây ra tieáng oàn Hieän nay, trong lónh öïc ñieàu hieån, ngöôøi ta thöôøng eát hôï heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn ôùi ñieän hoaëc ñieän töû Cho neân raát hoù xaùc ñònh moät caùch chính xaùc, roõ raøng öu nhöôïc ñieåm cuûa töøng heä thoáng ñieàu hieån uy nhieân, coù theå so saùnh moät soá hía caïnh, ñaëc tính cuûa truyeàn ñoäng baèng hí neùn ñoái ôùi truyeàn ñoäng baèng cô, baèng ñieän Baûng Phaïm i öùng duïng cuûa caùc heä thoáng ñieàu hieån S röôøng hôï öùng duïng K Ñ-K Ñ-C Ñ C L ruyeàn ñoäng quay ôùi coâng suaát > W μ 6 3 6 6 ruyeàn ñoäng quay ôùi coâng suaát < W 6 3 6 6 Soá oøng quay > 0000 /h 3 6 6 6 6 ruyeàn ñoäng thaúng, quaûng ñöôøng <00 mm, taûi troïng <0N μ 6 6 6 3 ruyeàn ñoäng thaúng, quaûng ñöôøng<500 mm, μ 6 6 6 taûi troïng <0N ruyeàn ñoäng thaúng, quaûng ñöôøng>500 mm, taûi troïng < 6 N 3 6 6 6 3 Ñieàu hieån nhieàu hôn 0 tieán trình μ 6 3 μ 6 3 Ñieàu hieån ít hôn 0 tieán trình 6 3 μ μ 3 Ñieàu hieån ít hôn 6 tieán trình 3 6 μ 6 Caùc yù hieäu: K: Ñieàu hieån baèng hí neùn Ñ-K: Ñieàu hieån baèng ñieän hí neùn Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 3
Ñ-C: Ñieàu hieån baèng ñieän cô Ñ: Ñieàu hieån baèng ñieän C: Ñieàu hieån baèng cô L: Ñieàu hieån baèng thuûy löïc 3: Coù haû naêng öùng duïng thích hôï : Coù theå öùng duïng μ: Coù theå öùng duïng trong nhöõng tröôøng hôï ñaëc bieät 6: Khoâng theå öùng duïng ñöôïc 6 ÑÔN VÒ ÑO RONG HEÄ HOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN 6 Aù suaát: Ñôn ò cô baûn cuûa aù suaát theo heä SI laø Pascal (Pa) Pascal laø aù suaát haân boá ñeàu leân beà maët coù dieän tích m ôùi löïc taùc ñoäng uoâng goùc leân beà maët ñoù laø Newton (N) Pascal (Pa) N/m rong thöïc teá ngöôøi ta duøng ñôn ò boäi soá cuûa Pascal laø Megaascal (MPa) Ma 0 6 Pa Ngoaøi ra coøn duøng ñôn ò bar, ôùi bar 0 5 Pa 6 Löïc Ñôn ò cuûa löïc laø Newton (N) Newton (N) laø löïc taùc ñoäng leân ñoái troïng coù hoái löôïng g ôùi gia toác m/s 63 Coâng Ñôn ò cuûa coâng laø Joule (J) Joule (J) laø coâng sinh ra döôùi taùc ñoäng cuûa löïc N ñeå aät theå dòch chuyeån quaûng ñöôøng m J Nm 64 Coâng suaát: Ñôn ò cuûa coâng suaát laø Watt Watt (W) laø coâng suaát, trong thôøi gian giaây sinh ra naêng löôïng Joule W J/s Nm/s 65 Ñoä nhôùt ñoäng Ñoä nhôùt ñoäng hoâng coù ai troø quan troïng trong heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn Ñôn ò cuûa ñoä nhôùt ñoäng laø m /s m /s laø ñoä nhôùt ñoäng cuûa moät chaát loûng coù ñoä nhôùt ñoäng löïc Pas aø hoái löôïng rieâng g/m 3 η ν ρ rong ñoù: η: ñoä nhôùt ñoäng [Pas] ρ: hoái löôïng rieâng [g/m 3 ] Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 4
ν: ñoä nhôùt ñoäng [m /s] Ngoaøi ra, ngöôøi ta coøn söû duïng ñôn ò ño ñoä nhôùt ñoäng laø stoes (St) hoaëc laø centistoes (cst) 0,5 0 Nhieät ñoä t ( C) bar 0,0 0,5 0,0 0,05 bar 3 bar 4 bar 5 bar 6 bar 7 bar 0 0 40 60 80 00 0 40 Hình Söï huï thuoäc aù suaát, nhieät ñoä aø ñoä nhôùt ñoäng cuûa hoâng hí 7 CÔ SÔÛ ÍNH OAÙN KHÍ NEÙN 7 Caùc ñaïi löôïng aät lyù Baûng Caùc ñaïi löôïng aät lyù cô baûn cuûa hoâng hí S Ñaïi löôïng aät lyù Khieäu Giaù trò Ñôn ò Ghi chuù Khoái löôïng rieâng ρ n,93 g/m 3 73K, Pa760 Haèng soá hí R 87 J/gK 3 oác ñoä aâm thanh ω s 33, m/s ÔÛ nhieät ñoä 0 0 C 344 ÔÛ nhieät ñoä 0 0 C 4 Nhieät löôïng rieâng c c,004 0,77 J/gK J/gK Aù suaát haèng soá heå tích haèng soá 5 Soá muõ ñoaïn nhieät K,4 6 Ñoä nhôùt ñoäng löïc η 7,70-6 Pas ÔÛ traïng thaùi tieâu chuaån 7 Ñoä nhôùt ñoäng ν 3,80-6 m /s ÔÛ traïng thaùi tieâu chuaån 7 Phöông trình traïng thaùi nhieät ñoäng hoïc Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 5
Giaû thieát hí neùn trong heä thoáng gaàn nhö laø hí lyù töôûng Phöông trình traïng thaùi nhieät toång quaùt cuûa hí neùn: abs V mr () rong ñoù: abs : Aù suaát tuyeät ñoái [bar] V: heå tích cuûa hí neùn [m 3 ] m: Khoái löôïng [g] R: haèng soá hí [J/gK] : Nhieät ñoä Kelin [K] Hay: abs V m R () abs V abs V (3) Khoái löôïng hoâng hí m ñöôïc tính theo coâng thöùc: - Khi nhieät ñoä hoâng thay ñoåi, ta coù: m ρ abs m abs ρ Hay: (4) abs ρ ρ (5) abs - Khi aù suaát hoâng thay ñoåi, ta coù: ρ ρ (6) - Khi caû ba ñaïi löôïng treân ñeàu thay ñoåi, ta coù: abs ρ ρ (7) abs heå tích rieâng cuûa hoâng hí: V [m 3 /g] (8) m hay höông trình (5) aøo höông trình (9), ta coù höông trình traïng thaùi cuûa hí neùn: R, hay R (9) rong ñoù; R laø haèng soá hí Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 6
Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 7 Nhieät löôïng rieâng c laø nhieät löôïng caàn thieát ñeå nung noùng hoái löôïng hoâng hí g leân 0 K Nhieät löôïng rieâng hi theå tích hoâng thay ñoåi yù hieäu laø c, hi aù suaát hoâng thay ñoåi yù hieäu c tyû soá cuûa c aø c goïi laø soá muõ ñoaïn nhieät : c c (0) Hieäu soá cuûa c aø c goïi laø haèng soá hí R: R c c c c ( -) () raïng thaùi ñoaïn nhieät laø traïng thaùi maø trong quaù trình neùn hay giaõn nôû hoâng coù nhieät ñöôïc ñöa aøo hay laáy ñi, coù höông trình sau: haèng soá Hay ) ( ) ( () Dieän tích maët haúng,, 5, 6 trong hình 7 töông öùng löôïng nhieät giaõn nôû cho hoái löôïng hí g aø coù giaù trò: W (3) W W Coâng yõ thuaät W t laø coâng caàn thieát ñeå neùn löôïng hoâng hí (Ví duï trong maùy neùn hí) hoaëc laø coâng thöïc hieän hi aù suaát hí giaõn nôû Dieän tích maët haúng,, 3, 4 ôû trong hình 7 laø coâng thöïc hieän ñeå neùn hay coâng thöïc hieän hí aù suaát hí giaõn nôû cho g hoâng hí, coù giaù trò: t W (4) W rong thöïc teá hoâng theå thöïc hieäân ñöôïc quaù trình ñaúng nhieät hay ñoaïn nhieät Quùa trình xaûy ra thöôøng naèm trong hoaûng giöõa quaù trình ñaúng nhieät aø quaù trình ñoaïn nhieät goïi laø quaù trình ña bieán aø coù höông trình: n n haèng soá Hay n n n (5) Quaù trình ñaúng nhieät: n
Quaù trình ñaúng aù: n 0 Quaù trình ñoaïn nhieät: n Quaù trình ñaúng tích: n 4 3 V 6 5 V Hình Bieåu ñoà ñoaïn nhieät 74 Phöông trình doøng chaûy: a/ Phöông trình doøng chaûy lieân tuïc: Löu löôïng hí neùn chaûy trong ñöôøng oáng töø ò trí ñeán ò trí laø hoâng ñoåi (hình 6), ta coù höông trình doøng chaûy nhö sau: Q Q Hay: w A w A haèng soá rong ñoù: Q, Q [m 3 ]: Löu löôïng doøng chaûy taïi ò trí aø ò trí w [m/s]: Vaän toác doøng chaûy taïi ò trí w [m/s]: Vaän toác doøng chaûy taïi ò trí A [m ]: ieát dieän chaûy taïi ò trí A [m ]: ieát dieän chaûy taïi ò trí b/ Phöông trình Becnully: Phöông trình Becnully ñöôïc ieát nhö sau: w w m + m g h + m m + m g h + m (6) ρ ρ rong ñoù: w m : Ñoäng naêng mgh: heá naêng m V : AÙ naêng ρ g: Gia toác troïng tröôøng ρ: Khoái löôïng rieâng hoâng hí : AÙ suaát tónh Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 8 V
Phöông trình 3 coù theå ieát laïi nhö sau: ρgh + + w Haèng soá 75 Löu löôïng hí neùn qua he hôû heï Löu löôïng hoái löôïng hí q m qua he hôû ñöôïc tính nhö sau: q m α ε A ρ Δ [g/s] (7) ρ Hay q m α ε A Δ [m 3 /s] ρ (8) rong ñoù: α: Heä soá löu löôïng ε: Heä soá giaõn nôû A [m ]: Dieän tích maët caét cuûa he hôû Δ : ñoä cheânh aù suaát tröôùc aø sau he hôû ρ : Khoái löôïng rieâng cuûa hoâng hí Heä soá löu löôïng α huï thuoäc aøo daïng hình hoïc cuûa he hôû aø heä soá aän toác Hình 9 bieåâu dieãn moái quan heä cuûa heä soá löu löôïng α aø tyû soá m d D rong hình 0 bieåu dieãn moái quan heä cuûa heä soá giaõn nôû ε, tyû soá aù suaát sau aø tröôùc he hôû aø tyû soá m d D cuûa oøi hun Hình 3 Heä soá löu löôïng Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 9
Hình 4 Heä soá giaõn nôû cuûa oøi hun 76 oån thaát aù suaát trong heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn ính toaùn chính xaùc toån thaát aù suaát trong heä thoáng ñieàu hieån baèng hí neùn laø aán ñeà raát höùc taï oån thaát aù suaát cuûa heä thoáng bao goàm: - oån thaát aù suaát trong oáng daãn thaúng - oån thaát aù suaát trong tieát dieän thay ñoåi - oån thaát aù suaát trong caùc loaïi an a/ oån thaát aù suaát trong oáng daãn thaúng: oån thaát aù suaát trong oáng daãn thaúng (Δ R ): l ρ w Δ R λ [N/m ] (9) d rong ñoù: l [m]: Chieàu daøi oáng daãn ρ n,93 [g/m 3 ]: Khoái löôïng rieâng cuûa hoâng hí ôû traïng thaùi tieâu chuaån abs ρ ρ n [g/m 3 ]: Khoái löôïng rieâng cuûa hoâng hí n n,03 [bar]: AÙ suaát ôû traïng thaùi tieâu chuaån q w [m/s]: Vaän toác cuûa doøng chaûy ( w ) A d [m]: Ñöôøng ính oáng daãn 64 λ : Re Heä soá ma saùt oáng, coù giaù trò cho oáng trôn aø doøng chaûy taàng (Re < 30) wd Re : Heä soá Reynold Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 0
n 3,80-6 [m /s]:ñoä nhôùt ñoäng hoïc ôû traïng thaùi tieâu chuaån b/ oån thaát aù suaát trong tieát dieän thay ñoåi: rong heä thoáng oáng daãn, ngoaøi oáng daãn thaúng coøn coù oáng daãn coù tieát dieän thay ñoåi, doøng hí haân nhaùnh hoaëc hôï thaønh, höôùng doøng thay ñoåi oån thaát aù suaát trong nhöõng tieát dieän ñoù ñöôïc tính nhö sau: ρ Δ EI ς w rong ñoù: ζ: Heä soá caûn, huï thuoäc aøo loaïi tieát dieän oáng daãn, soá Re - Khi tieát dieän thay ñoåi ñoät ngoät: oån thaát aù suaát: A ρw ΔEI A [N/m ] AØ A ρw ΔEI A [N/m ] AØ rong ñoù: w aø w laø aän toác chaûy trung bình ôû tieát dieän A aø A - Khi oáng daãn gaõy huùc: oån thaát aù suaát: Δ 0 5 E, ζ ρ w [N/m ] Heä soá ζ huï thuoäc aøo ñoä nhaün aø ñoä nhaùm cuûa thaønh oáng, tra theo baûng 5 Baûng 3 Hình a ζ 5 o,5 o 30 o 45 o 60 o 90 o ζ nhaün 0,04 0,07 0,3 0,4 0,47,3 ζ nhaùm 0,06 0,5 0,7 0,3 0,68,7 Hình b a/d ζ nhaün ζ nhaùm 0,7 0,5 0,5 0,94 0,35 0,45 0,5 0,8 0,38 3,7 0,36 0,46 6,8 0,40 0,44 0,48 0,64 oáng - rong heä thoáng coù caùc ñöôøng oáng bò uoán cong: oån thaát aù suaát: ρ Δ E3 ζ ges w [N/m ] rong ñoù: Heä soá ζ ges bao goàm: - ζ u : Heä soá caûn do ñoä cong - ζ Re : Heä soá caûn do aûnh höôûng cuûa soá Reynold (ma saùt oáng) Heä soá caûn ζ u huï thuoäc aøo goùc uoán cong ϕ, tæ soá R/d aø chaát löôïng beà trong Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn
- oån thaát aù suaát trong oáng daãn hi haân doøng: oån thaát aù suaát trong oáng haân nhaùnh: ρ Δ Ea ζ a wz [N/m ] oån thaát aù suaát trong oáng daãn thaúng: ρ Δ Ed ζ d wz [N/m ] rong ñoù: W z : aän toác trung bình trong oáng daãn chính Heä soá caûn ζ a aø ζ d cuûa oáng daãn hi haân doøng thuoäc aøo tyû leä d ia /d iz aø tyû leä löu löôïng q ma /q mz Baûng 4 Goùc reõ nhaùnh δ 90 o 0 o 35 o yû leä löu OÁng reõ nhaùnh, heä soá caûn ζ a löôïng æ soá d ia /d iz q ma /q mz,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6 0, 0,79 0,84,00 0,7 0,75 0,88 0,68 0,7 0,83 0,4 0,74 0,88,3 0,57 0,69,07 0,5 0,6 0,98 0,6 0,8,05,89 0,53 0,75,53 0,43 0,64,40 0,8,00,37,7 0,97 0,96,6 0,44 0,78,09,0,30,8 3,8,75,7 3,6 0,54,06 3,05 yû leä löu OÁng daãn thaúng, heä soá caûn ζ d löôïng æ soá d ia /d iz q ma /q mz,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6 0, 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9,0 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 - oån thaát aù suaát trong oáng daãn hi hôï doøng: oån thaát aù suaát trong oáng daãn hôï doøng q ma : ρ Δ Ea ζ a wz [N/m ] ρ Δ Ed ζ d wz [N/m ] rong ñoù: w z : aän toác trung bình trong oáng daãn chính Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn
Heä soá caûn ζ a aø ζ d cuûa oáng daãn hi hôï doøng huï thuoäc aøo tæ leä d ia /d iz aø tæ eä löu löôïng q ma /q mz Baûng 5 Goùc reõ nhaùnh δ 45 o 60 o 90 o yû leä löu OÁng reõ nhaùnh, heä soá caûn ζ a löôïng æ soá d ia /d iz q ma /q mz,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6 0, -0,4-0,3-0, -0,40-0,30-0,09-0,38-0,8-0,06 0,4-0,03 0, 0,94 0,00 0,7 0,99 0,0 0,37, 0,6 0, 0,69, 0,3 0,79,33 0,5,03,6 0,8 0,35,09 3,73 0,5,7 3,93 0,89,69 4,43,0 0,35,43 5,47 0,60,70 5,80,0,35 6,57 yû leä löu OÁng daãn thaúng, heä soá caûn ζ d löôïng æ soá d ia /d iz q ma /q mz,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6,0 0,8 0,6 0, 0,6 0,0 0,9 0,7 0, 0,3 0,0 0,7 0,3 0,4 0,7 0,7 0,03 0, 0,6 0,8 0,35 0,46 0,54 0,6 0,06-0,04-0,44 0,8 0,5-0,0 0,47 0,60 0,7 0,8-0,8-0,44 -, 0,04-0, -0,6 0,56 0,70 0,8,0-0,53 -,03 -,3-0,9-0,5 -,39 0,6 0,76 0,86 - oån thaát aù suaát trong oáng haân nhaùnh: 5 ρ Δ E ζ w [N/m ] rong ñoù: w: aän toác trung bình trong oáng daãn chính c/ oån thaát aù suaát trong caùc loaïi an (Δ V ): oån thaát aù suaát trong caùc loaïi an Δ V (trong caùc an ñaûo chieàu, an aù suaát, an tieát löu ) ñöôïc tính theo: V ρ Δ EV ζ w [N/m ] rong coâng nghieä saûn xuaán töû hí neùn, heä soá caûn ζ laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho caùc an hay ì heä soá caûn ζ, moät soá nhaø saûn xuaát haùc söû duïng moät ñaïi löôïng goïi laø heä soá löu löôïng laø ñaïi löôïng ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm Heä soá löu löôïng laø löu löôïng chaûy cuûa nöôùc [m 3 /h] qua an ôû nhieät ñoä 78-303 [K], ôùi aù suaát ban ñaàu laø: 6 bar, toån thaát aù suaát Δ 0 0,98 bar aø coù giaù trò, tính theo coâng thöùc: q ρ 3, 6 Δ rong ñoù: Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 3
q : Löu löôïng hí neùn [m 3 /h] ρ : Khoái löôïng rieâng hoâng hí [g/m 3 ] Δ : oån thaát aù suaát qua an [bar] Heä soá caûn ζ tính theo coâng thöùc: g * 0, 8 q ζ w Vaän toác doøng chaûy: q w A hay w aøo höông trình tính ζ, ta coù: 0 8 A g *, q 0 6 ζ q 3600 rong ñoù: A πd : ieát dieän doøng chaûy [mm ] 4 hay tieát dieän doøng chaûy A aøo höông trình ζ ôû treân, ta coù heä soá caûn cuûa an: d ζ 66, 3 Nhö aäy, neáu an coù thoâng soá ñaëc tröng, ñöôøng ính oáng noái d, thì ta xaùc ñònh ñöôïc heä soá caûn qua an ζ d/ oån thaát aù suaát tính theo chieàu daøi oáng daãn töông ñöông: Vì toån thaát aù suaát trong oáng daãn thaúng hay laø toån thaát aù suaát cuûa oáng daãn coù tieát dieän thay ñoåi hoaëc laø toån thaát aù suaát trong caùc loaïi an ñeàu huï thuoäc aøo heä soá ρ w, cho neân coù theå tính toån thaát aù suaát thaønh chieàu daøi oáng daãn töông ñöông, ρ l ρ ζ w λ w d öø ñoù, chieàu daøi oáng daãn töông ñöông: l, ζ λ d Nhö aäy toån thaát aù suaát cuûa heä thoáng oáng daãn laø:, Σl + Σl ρ Δ ges λ w d Chöông : Cô sôû lyù thuyeát eà hí neùn 4