Áramlástan Tanszék

Átírás

1 Áamlástan Tanszék Méés előkészítő óa I. D. Balczó Máton D. Benedek Tamás D. Istók Balázs D. Szente Vikto Összeállította: Nagy László D. Balczó Máton 08. ősz A méési adminisztáció felelőse: D. Istók Balázs istok@aa.bme.hu Áamlástan Tanszék H- Betalan Lajos u AE éület

2 A méés menete (összefoglaló) Sikees méés ZH íása A méési segédlet és az egyéni méési feladatok letöltése és alaos áttanulmányozása A kézzel íott méési te elkészítése Méés (felkészülés, kézzel íott méési te, milliméte aí szükséges) A számításokhoz, diagamokhoz szükséges táblázat és a jegyzőköny elkészítése otthon A számítások ellenőzése Jó számítások esetén a jegyzőköny és a táblázat feltöltése (hatáidő a méést köető hét asána éjfél) A isszajelzés függényben a jegyzőköny jaítása Elfogadott jegyzőköny esetén ezentáció készítése A ezentáció feltöltése Pezentáció.

3 A nyomáskülönbség méése (Δ méés) Több mennyiség méésének alaja (l. sebesség, téfogatáam) Áamló közegben, két ont közötti nyomáskülönbség méése Gyakan egy efeenciaétékhez kéest méjük (légköi nyomás, csatona statikus nyomás, ) Eszközei (folyadékszint- különbségen alauló) U-csöes manométe Betz-endszeű manométe Fedecsöes mikomanométe Göbecsöes mikomanométe Eszközei (iezoelektomos elen alauló) EMB-00 digitális kézi nyomásméő műsze 3.

4 Δ méés / U-csöes manométe I. Csőáamlás Pillangószele Köezetéken átlagoljuk a nyomást A manométe egyensúlyi egyenlete: (hidosztatika B és J ontok között) ny g H B J ny g H H Dh g Dh m > g g Dh m ny Egyszeűsíthető, ha M Dh ny << m (l. leegő közeg íz méőfolyadék) m g Dh Vegyük észe, hogy D f H B Ny J 4.

5 A nyomáskülönbség méése / U-csöes manométe II. A manométe egyensúlyi egyenlete D g Dh m ny A méőfolyadékok sűűsége m (iányszámok) Hg íz kg m Alkohol kg m kg m D A nyomásközetítő közeg sűűsége: ny (l. leegő) leegő 0 R T kg, 9 3 m 0 - leegő nyomás, közel légköi nyomás [Pa] ~0 5 Pa R - a leegő secifikus gázállandója 87[J/kg/K] T - légköi hőméséklet [K] ~93K=0 C 5.

6 Δ méés / U-csöes manométe ontossága III. Pl. a leolasott éték: A ontossága ~mm: Az abszolút hibája: A helyes éték felíása az abszolút hibáal(!) A elatí hibája: Hátányai: Leolasási hiba (kétsze olassuk le) Pontossága ~mm Kis nyomáskülönbségeknél nagy a elatí hiba Előnye: Megbízható Nem igényel kabantatást Dh 0mm Dh mm Dh 0mm mm Dh Dh mm 0mm 0, 0% 6.

7 Δ méés / fodított U-csöes manométe A manométe egyensúlyi egyenlete g h l Miel általában folyadékkal (l. íz) töltött ezetékekben méjük a nyomáskülönbséget fodított U-csöes manométeel, így ha a méőfolyadék ebben az esetben l. leegő, akko a sűűségiszony (./000) miatt a - l elhagyható. Előnye, hogy izes endszeekben alkalmaza, higany alkalmazása helyett leegő a méőfolyadék, így jaul a méés elatí hibája! V L h 009. taasz 7.

8 Δ méés / Betz-endszeű mikomanométe A elatí hiba csökkentése otikai eszközökkel, így a ontosság nöelhető. A ontossága ~0,mm: Az abszolút hibája: Dh 0mm 0, mm A elatí hibája: Dh 0, mm 0,0 % Dh 0mm 009. taasz 8.

9 Δ méés / fedecsöes mikomanométe A manométe egyensúly egyenlete g m D Dh L sina h Dh a Pontosság: L~±mm, Relatí hiba a=30 esetén: L L L Dh sina mm 0mm sin30 0,05 5% Döntési szög függő - f(a) - áltozó elatí hiba jellemzi taasz 9.

10 Δ méés / göbecsöes mikomanométe Állandó elatí hiba és nem lineáis skála jellemzi taasz 0.

11 Δ méés / göbecsöes mikomanométe Állandó elatí hiba és nem lineáis skála jellemzi taasz.

12 Δ méés /fede/göbecsöes mikomanométe Hol használnak ma is csöes manométeeket? Tisztaszoba: hogy lék esetén a szobába ne jöjjön be o agy baktéium, a szobának 5-50 Pa túlnyomás alatt kell állnia! Ennek meglétét egyszeű egy csöes manométeel figyelni. +D D 009. taasz.

13 Δ méés / EMB-00 digitális nyomásméő Méés soán használandó gombok listája Be/kikacsolása Zöld gombbal Gyái kalibáció isszaállítása 0 majd a STR N (jaasolt) Méési csatonák áltása CH I/II 0 Pa beállítása 0 Pa Átlagolási idő áltása (/3/5s) Fast / Medium / Slow (F / M / S) A méési tatomány: A méési hiba: D D 50Pa Pa 3.

14 Δ méés / EMB-00 digitális nyomásméő Az EMB-00 digitális nyomásméő hitelesítése (mindig kötelező): - a digitális nyomásméőel méőt egy ontosabb műszeel, a Betz- manométeel hasonlítjuk össze - a hitelesítés egessziós egyenes alkalmazásáal töténik - ez az Excelben lineáis tendonal illesztéséel megoldható az abszcisszán (ízszintes tengelyen) a digitális nyomásméőel az odinátán (függőleges tengelyen) a Betz-manométeel mét étékeket (mindkettő Pa dimenziójú) ábázola. - az így kaott egyenes egyenletét felhasznála a labo soán a digitális nyomásméőel mét étékekből a ontos nyomásétékek meghatáozhatóak. 4.

15 Δ méés / EMB-00 digitális nyomásméő Az EMB-00 digitális nyomásméő hitelesítése: PÉLDA Könyezeti adatok: t 0 [ C] 5 T 0 [K] 98.5 ρ [kg/m 3 ] 997. g [N/kg] 9.8 A mét és számolt adatok: dig [Pa] Betz [.o.mm] Betz [Pa] A diagam: 5.

16 Δ méés / Méőfuat kialakítás Nyomásméés esetén áhuzamos, egyenes áamonalaka meőlegesen nem áltozik a nyomás (Eule egyenlet nomál iányú komonense) a) Helyes b). c) Hibás 6.

17 taasz Sebességméés (nyomás alaon) Eszközei: Pitot-cső Pandtl-cső Elméleti hátté: eszteségmentes Benoulli-egyenlet egyszeű alakja: Ha U =U és =0: U U din, és din, (az -es és -es ont beli dinamikus nyomások)

18 Sebességméés / Pitot-cső Pitot, Heni (695-77), fancia ménök. A dinamikus nyomás meghatáozása: d ö st ö st a megállított közeg nyomása (össznyomás) áamlással áhuzamos fala ható nyomás (statikus nyomás) d ny A sebesség meghatáozása: St Ö ny d D 009. taasz 8.

19 Sebességméés / Pitot-cső Pitot-cső: ma is a eülőgé (leegőhöz kéesti) sebességének elsődleges meghatáozási eszköze! Külön statikus nyomásméő otok annak a tözs oldalán st meghatáozásáa 009. taasz Embae E-90 9.

20 Sebességméés / Pitot-cső Az Ai Fance 447 jáatának tagédiája (0): az egyik ok az egyik Pitot-cső eljegesedése olt! 009. taasz 0.

21 Sebességméés / Pandtl -cső Ludwig on Pandtl ( ), német áamlástani kutató*. Ha a statikus nyomás az áamlási tében ontól onta áltozik. St Ö 009. taasz * Kámán Tódo Pandtl doktoandusza olt Göttingenben.

22 Téfogatáam-méés Téfogatáam definíció: Adott felületen egységnyi idő alatt kiléő téfogat. Méése nagy gyakolati fontossággal bí, miel általában elszámolás, szabályzás alaját jelenti (l.: ízdíj, üzemanyag, stb.) Jele: q, métékegysége: téfogat / időegység (l.: m 3 /s) Pontonkénti sebességméésen alauló módsze Nem kö keesztmetszetű ezetékek Kö keesztmetszetű ezetékek 0-ont módsze 6-ont módsze Szűkítő elemes módsze Ventui-cső (ízszintes/fede tengely) Átfolyó méőeem (átfolyási szám, iteáció) Beszíó méőeem Beszíó tölcsé.

23 Téfogatáam-méés / sebességméésen alauló Nem kö keesztmetszetű ezeték q A da Feltée, hogy: DA DA DA n i i m,i A n DA i q DA i n i m,i A n n i m,i A q q.. q 3 q

24 Több mét sebességből átlagsebesség számítás Nagyon fontos, hogy: átlagok gyöke gyökök átlaga (!) Pl. Ha több ontban méjük a dinamikus nyomást, majd abból sebességet kíánunk számolni i Di ny ny D D D 4 D D 3 4 ny ny ny ny D 3 D4 ny D D 4 HELYES átlagolás HELYTELEN átlagolás 4.

25 Téfogatáam-méés / sebességméésen alauló I. Kö keesztmetszetű ezeték, 0ont (6ont) módsze A sebességofil feltételezetten n-ed fokú aabola. Teltételezzük fel az állandó üzemállaot. Pandtl - csőel égzett sebességméés alaján. Szabányos eljáás, a méésiontokat a szabány (MSZ 853/) megadja: S i /D= 0.06, 0.08, 0.46, 0.6, 0.34, 0.658, 0.774, 0.854, 0.98, 0.974

26 Téfogatáam-méés / sebességméésen alauló II. Kö keesztmetszetű ezeték, 0ont (6ont) módsze... 0 q A 0 Miel a keesztmetszeteke igaz, hogy: A A... A0 A sebességméésen alauló téfogatáamméés előnye a szűkítő elemmel aló mééssel szemben, hogy nem áltoztatja meg a mét beendezés üzemállaotát, illete az, hogy a méés egyszeű. Hátánya, hogy a hiba iszonylag nagy lehet, a szűkítő elemeshez kéest. Hosszú ideig tat egy méés és az alatt biztosítani kell az állandó üzemállaotot. (0ont x,5ec = 5 ec) 6.

27 7. Téfogatáam-méés / szűkítőelemes módsze Ventui-cső m ny Dh H Benoulli-egyenlet (=áll., U=áll., nincs eszt.): A A s m q áll A q 3 A A q ny ny D D 4 4 d d d d h g ny ny ny m Ha nem jelentős az összenyomódás (=áll.), a kontinuitási egyenlet alaján: diekt eszteségmentes, (leálás mentes), áamlás kialakításáa töekszünk Kontinuitás:

28 Téfogatáam-méés / szűkítőelemes módsze Átfolyó méőeem CFD eedmény Szabányos szűkítés - nyomáskülönbség D q m d a e 4 D m kontollált leálás, ezáltal jól ismet nyomáseszteség kialakításáa töekszünk e komesszibilitási tényező (ee(b,t,k)~ a leegő esetén, a nyomásáltozás csekély) a átfolyási szám, a=(b,re D ) (szabányos kialakítás!) b = d/d átméőiszony, d [m] legszűkebb keesztmetszet átméője D [m] a szűkítést megelőző cső átméője Re D = D/n a Reynolds-szám (alakélet) [m/s] sebesség n [m /s] kinematikai iszkozitás [Pa] szűkítő elem előtt mét nyomás [Pa] szűkítő elem utána mét nyomás kc /c izentóikus kiteő t= / nyomásiszony 8.

29 A téfogatáam méési elek összehasonlítása 9.

30 Téfogatáam-méés / szűkítóelemes módsze Beszíó méőeem/beszíó tölcsé (nem szabányos) Beszíó - méőeem q a e a 0,6 d 4 D m Beszíó - tölcsé q k d besz 4 D besz 009. taasz 30.

31 Kutatók Éjszakája :00-4:00 - Római Vakáció a szélcsatonában Facebook esemény: htts:// Videók az előző éől: htts:// htts:// 3.

32 Info a méés ZH-ól 4 feladat: Métékegységáltás Elméleti kédés db számélda 50%-tól elfogadott Minta ZH eléhető a honlaon számszeű megoldásokkal 3.

33 Köszönöm a figyelmet! 33.