Quy trình thử nghiệm xác định áp suất trung bình trong đường ống gió

QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT TRUNG BÌNH TRONG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, XÁC ĐỊNH VẬN TỐC GIÓ, XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH TIẾT DIỆN VÀ XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG QUẠT CÔNG NGHIỆP

1. PHẠM VI ÁP DỤNG

• Quy trình này mô tả phương pháp thử nghiệm xác định áp suất trung bình, xác định diện tích tiết diện, vận tốc gió và lưu lượng trong đường ống gió tiêu chuẩn đối với quạt công nghiệp
• Phương pháp thử nghiệm được mô tả: TCVN 9439:2013 (ISO 5801:2007, ANSI/AMCA 210:2016

2. TÀI LIỆU VIỆN DẪN

• Tiêu chuẩn TCVN 9439:2013 (ISO 5801:2007), ANSI/AMCA 210:2016

3. Ý NGHĨA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP

• Áp suất tĩnh là một trong những thuộc tính quan trọng trong việc đánh giá khả năng hoạt động của quạt công nghiệp theo từng nhu cầu sử dụng. Áp suất tĩnh là áp suất của không khí tác động lên các thành ống gió xung quanh theo chiều vuông góc, tức là tổng tất cả lực cản tác dụng vuông góc trong hệ thống. Tổng này bao gồm các lực cản riêng biệt như độ nhám bề mặt ống gió, phụ kiện, lưới…
• Hay định nghĩa khác: Áp suất tĩnh là áp suất cần thiết để dòng khí có thể thắng được sức cản của đường ống và khối vật liệu.

• Lưu lượng gió là một yếu tố quan trọng khi lựa chọ quạt thông gió hoặc quạt hút công nghiệp phù hợp. Nói cách khác, lưu lượng gió là thể tích không khí mà quạt có khả năng thổi qua một mặt cắt dòng trong một khoảng thời gian cụ thể. Thông số này thường được đo đạc tại một điểm cụ thể trên đường đi của không khí.
• Việc xác định lưu lượng gió là một yêu cầu bắt buộc khi thiết kế, chế tạo quạt công nghiệp nhằm phù hợp với yêu cầu, mục đích sử dụng của khách hàng

4. DỤNG CỤ ĐO

• Thiết bị đo lường được thiết kế phù hợp tiêu chuẩnbao gồm:

4.1 Hệ thống đường ống gió tiêu chuẩn

1. Bộ nắn dòng           2. Đoạn chuyển tiếp          3.Quạt Công nghiệp

Ghi chú: Đoạn chuyển tiếp – có thể sử dụng đoạn thẳng có và chiều dài ≥ 3D, nghĩa là lắp đặt cho thử nghiệm D₅ =D₃.

H2- Sơ đồ lắp đặt đường ống gió tiêu chuẩn kiều C

H3- Máy đo áp suất, vận tốc gió Testo 512

4.2 Máy đo áp suất, vận tốc gió: Testo 512 (H3) 1. Núm kết nối với tuy ô (4/6mm): + Núm (+) áp suất dương + Núm (-) áp suất âm 2. Màn hình 3. Nút điều khiển bao gồm các phím chức năng sau: 4. Ngăn chứa pin (phía sau) Phạm vi đo và độ chính xác: Phạm vi đo áp suất: 0~200hPa (0~20000Pa) Phạm vi đo vận tốc: 5~100m/s Độ phân giải: 0.1hPa, 0.1m/s Độ chính xác: ±0.5%

Yêu cầu về Thiết bị đo:

• Các ống thử nghiệm phải được chế tạo đảm bảo kích thước phù hợp tiêu chuẩn theo sơ đồ lắp đặt trên hình H2
• Ống Pitot sử dụng kiểu AMCA, cấu tạo và kích thước như H1

5. MẪU THỬ NGHIỆM

• Quạt Công nghiệp đã được lắp ráp hoàn thiện theo bản vẽ chế tạo

6. ĐIỀU KIỆN THỬ NGHIỆM

• Nhiệt độ phòng thử nghiệm: Theo điều kiện tự nhiên
• Độ ẩm: Theo điều kiện tự nhiên
• Ánh sáng tiêu chuẩn: 1000~1300 lux

7. CÁCH TIẾN HÀNH

7.1 LƯU TRÌNH THỬ NGHIỆM

Bước 1 – Xác nhận yêu cầu thử nghiệm từ khách hàng

• Tên khách hàng
• Ngày nhận mẫu đo
• Ngày yêu cầu trả kết quả
• Ngày dự kiến tiến hành thử nghiệm
• Các chỉ tiêu cần thử nghiệm
• Phương pháp thử nghiệm
• Yêu cầu đặc biệt (nếu có)

Bước 2 – Nhận mẫu và kiểm tra thông số thiết kế

• Ghi nhận tình trạng mẫu ban đầu (có hư hại, biến dạng không)
• Model – Mã quạt
• Lưu lượng thiết kế
• Áp suất thiết kế
• Tốc độ quay thiết kế
• Công suất động cơ thiết kế
• Chụp hình mẫu (nếu cần)

Bước 3 – Kiểm tra tình trạng thiết bị đo

• Xác minh thời hạn hiệu chuẩn của các thiết bị đo
• Kiểm tra hoạt động của thiết bị trước khi sử dụng
• Ghi nhận vào biên bản kiểm tra thiết bị đo

Bước 4 – Đánh giá điều kiện môi trường thử nghiệm

• • Nhiệt độ
  • Độ ẩm

Bước 5 – Chuẩn bị thử nghiệm

• Xác định phương pháp đo
• Chuẩn bị trang thiết bị đo
• Chuẩn bị mặt bằng đo
• Chuẩn bị đường ống đo tiêu chuẩn
• Chuẩn bị mẫu biểu, phiếu ghi dữ liệu

Bước 6 – Tiến hành thử nghiệm

• Lắp đặt đường ống gió tiêu chuẩn kết nối với quạt mẫu
• Nhập dữ liệu kích thước đường ống gió tiêu chuẩn
• Kết nối hệ thống điện
• Khởi động và chạy thử hệ thống
• Tiến hành đo và ghi nhận dữ liệu kiểm nghiệm
• Nhập dữ liệu vào phiếu ghi

Bước 7 – Xử lý số liệu và tính toán kết quả

• Tính toán các thông số đo theo phương pháp đã chọn
• Tính toán độ không đảm bảo đo (nếu cần)
• Đối chiếu kết quả với thông số thiết kế và tiêu chuẩn

Bước 8 – Kiểm tra, xác nhận và phê duyệt kết quả

• Kiểm tra chéo dữ liệu (nếu cần)
• Ký xác nhận của người đo và người kiểm tra
• Phê duyệt kết quả bởi người có thẩm quyền

Bước 9 – Lập và gửi báo cáo kết quả cho khách hàng

• Lập báo cáo thử nghiệm
• Đính kèm biểu đồ, ảnh chụp (nếu cần)
• Gửi kết quả cho khách hàng đúng thời hạn

Bước 10 – Lưu trữ dữ liệu và xử lý mẫu

• Lưu trữ:
  • Phiếu ghi dữ liệu gốc
  • Biên bản hiệu chuẩn thiết bị
  • Bản mềm và bản cứng báo cáo
• Trả mẫu hoặc lưu mẫu theo yêu cầu khách hàng

7.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO

H4. Các thông số đầu vào cần đo kiểm và nhập dữ liệu trên file tính toán tổng

7.3. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN TIẾP THEO

Bước 1: Tính toán nhiệt độ bầu ướt

Thông số cần:

• Nhiệt độ bầu khô (oC)
• Độ ẩm tương đối (%)

Công thức:

Trong đó:

T_w – nhiệt độ bầu ướt(^oC);

T_d – Nhiệt độ bầu khô (^oC);

h_u – Độ ẩm tương đối (%)

Bước 2: Tính toán áp suất bão hòa P_sat

Thông số cần:

Nhiệt độ bầu ướt xác định từ bước 1

Công thức (Mục 12.2 ISO 5801:2007):

Bước 3: Áp suất riêng phần của hơi nước

Công thức (Mục 12.2 ISO 5801:2007):

Bước 4: Xác định khối lượng riêng tại khu vực đo kiểm (môi trường đo kiểm)

Thông số cần:

• Áp suất riêng phần của hơi nước tính từ bước 3
• Áp suất khí quyển P_a

Công thức (Mục 12.1 ISO 5801:2007):

Bước 5: Xác định khối lượng riêng tại vị trí đo PL5

Thông số cần:

• Áp suất riêng phần P_v
• Áp suất khí quyển P_a
• Chênh lệch áp suất tĩnh xác định từ cảm biến đo DP

Công thức (Mục 12.1 ISO 5801:2007):

Bước 6: Chọn hệ số lưu lượng ban đầu

Theo Mục 23.5.2 tiêu chuẩn ISO 5801:2007, hệ số lưu lượng lấy bằng 1

Kết quả: Hệ số lưu lượng

Bước 7: Xác định lưu lượng khối lượng

Thông số cần:

• Khối lượng riêng không khí tại điểm đo chênh lệch áp suất
• Hệ số lưu lượng chính xác được xác định từ bước 6
• Chênh lệch áp suất tĩnh xác định từ cảm biến đo

Công thức (Mục 23.5.3 Tiêu chuẩn ISO 5801:2007):

Bước 8: Xác định lưu lượng thể tích

Thông số:

• Lưu lượng khối lượng xác định từ bước 7
• Khối lượng riêng tại điểm đo kiểm PL5

Công thức:

Bước 9: Xác định khối lượng riêng tại điểm PL3

Thông số cần:

• Khối lượng riêng tại khu vực đo kiểm
• Áp suất tĩnh tại điểm 2
• Áp suất khí quyển

Công thức (Mục 12.1 Tiêu chuẩn ISO 5801:2007):

Bước 10: Xác định lưu lượng thể tích tại điểm PL3

Thông số cần:

• Khối lượng riêng không khí tại điểm PL3
• Lưu lượng khối lượng tại điểm PL5

Công thức:

Bước 11: Hiệu chỉnh lưu lượng thể tích theo điều kiện thiết kế của quạt

Thông số cần:

• Lưu lượng thể tích tại PL3 xác định từ bước 10
• N_TT – số vòng quay thực tế
• N_LT – Số vòng quay lý thuyết của quạt

Công thức (Theo Fan Laws):

Bước 12: Vận tốc dòng khí đi trong ống gió D5

Thông số cần:

• Lưu lượng thể tích dòng khí theo điều kiện làm việc tiêu chuẩn
• Kích thước đường ống gió D5

Công thức:

Bước 13: Xác định áp suất động của dòng khí tại điểm đo kiểm PL3

Thông số cần:

• Vận tốc tại điểm PL3 xác định từ bước 12
• Khối lượng riêng của dòng khí tại điểm PL3

Công thức:

Bước 14: Tổn thất áp suất dọc đường ống từ vị trí đo kiểm PL3 đến cửa hút của quạt

Thông số cần:

• K là hệ số ma sát ống gió tiêu chuẩn
• D5 là đường kính ống gió
• V là vận tốc đi trong đường ống tại điểm PL3
• L là chiều dài ống tính từ vị trí đo PL3 đến cửa hút của quạt

Kết quả:

• Tổn thất áp suất: 6,747 Pa

Bước 15: Tính áp suất tổng tại điều kiện làm việc tiêu chuẩn của quạt

Thông số cần:

• P_d – áp suất động tại điểm PL3
• P_s3 – áp suất tĩnh tại điểm PL3
• DP – Tổn thất áp suất dọc đường ống từ bước 14

Công thức:

Bước 16: Cách xác định diện tích tiết diện

H5- Xác định diện tích tiết diện

Xác định diện tích tiết diện tròn như sau:

Bước 1: Đo đường kính D1, D2, D3 trong đó:                                                                               

(D1: Nối điểm H1~H4, D2: Nối điểm H2~H5, D3: Nối điểm H3~H6)

Nếu giá trị D1 & D2, D2&D3, D3&D1  chênh lệch >1% thì số lượng đường kính cần đo sẽ bổ sung thêm D4, D5, D6

Bước 2: Tính giá trị Trung bình cộng như sau:

• Nếu D1 & D2, D2&D3, D3&D1 chênh lệch ≤1% : Dtb=(D1+D2+D3)/3
• Nếu D1 & D2, D2&D3, D3&D1 chênh lệch >1% : Dtb=(D1+D2+D3+D4+D5+D6)/6

Bước 3: Tính diện tích tiết diện như sau:

Trong đó:

• S: Diện tích
• π : Hằng số = 3.14
• D_tb: Đường kính trung bình

8. BÁO CÁO KẾT QUẢ

– Báo cáo đầy đủ các thông tin và kết quả thử nghiệm theo form “Báo cáo kết quả thử nghiệm BM.QT.17.01”