III. 1.1.6.1 Tổn thất áp suất
VII.2 Thiết bị đo lưu lượng khí nạp và nguyên lý làm việc
VII.2.1. Một số thiết bị đo lưu lượng không khí điển hình
a. The viscous flow air meter( đồng hồ đo lưu lượng nhớt không khí):
Đồng hồ đo lưu lượng không khí chảy tầng, được phát minh bởi Alcock và Ricardo năm 1936. Trong thiết bị này các họng gió được thay thế bằng một phần tử bao gồm nhiều đoạn nhỏ, nhìn chung có dạng hình tam giác. Lưu lượng đi qua đoạn này tạo thành từng tầng, với ảnh hưởng đó chênh lệch áp suất trên nguyện tố này tỉ lệ thuận với vận tốc lưu lượng, chứ không phải là tiết diện của nó, như trường hợp phương pháp họng gió.
Hình 7.3: Dụng cụ đo độ nhớt
Có 2 ưu điểm:
Thứ nhất, lưu lượng trung bình tỉ lệ thuận với chênh lệch áp suất trung bình, có nghĩa là một phép đo áp suất trung bình cho phép tính trực tiếp tốc độ lưu lượng, mà không cần thiết điều chỉnh thiết bị(smoothing arrangements).
Thứ 2, tỉ lệ ban đầu được chấp nhận là lớn hơn nhiều. Dụng cụ đo phải được điều chỉnh với thiết bị tiêu chuẩn, như phương pháp họng gió.
b. Thiết bị đo lưu lượng không khí Lucas – Dawe:
Thiết bị này nó hoạt động phụ thuộc vào việc phóng điện hóa từ một điện cực với trục của ống thông qua nó không khí di chuyển qua. Lưu lượng không khí lệnh hướng do các dòng ion từ hai điện cực hình khuyên và dẫn tới sự mất cân bằng trong lưu lượng dòng chảy, tỉ lệ thuận với tốc độ lưu lượng không khí.
Hình 7.4: Dụng cụ đo khối lượng không khí Lucas-Dawe
Ưu điểm: phản ứng nhanh với sự thay đổi về tốc độ lưu lượng trong 1 ms. Điều đó thích hợp cho việc đo lưu lượng nhất thời.
Nhược điểm: rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm của không khí, đòi hỏi phải hiệu chỉnh nó tới một tiêu chuẩn nhất định.
c. Đồng hồ đo lưu lượng kiểu bánh răng quay:
Hình 7.5: Dụng cụ đo khối lượng không khí kiểu bánh răng
Khi chuyển động quay diễn ra, túi khí liên tiếp được hút vào bên trong, đồng hồ đo lưu lượng và tốc độ lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ của rotor.
Ưu điểm: vị trí đặt đồng hồ đo lưu lượng là chính xác, đơn giản, tỉ lệ ban đầu tốt hơn.
Nhược điểm: chi phí, số lượng lớn, độ sụt áp tương đối lớn và nhạy cảm với tạp chất trong dòng chảy.
d. Thiết bị đo không khí kiểu dây nhiệt:
Nguyên lý hoạt động của thiết bị phổ biến này dựa trên hiệu quả làm mát bằng lưu lượng khí đi qua bề mặt dây nhiệt nóng. Mất mát nhiệt trực tiếp tỉ lệ thuận với tốc độ lưu lượng không khí, lưu lượng cung cấp thông qua thiết bị được phân tầng.
Ưu điểm: độ tin cậy, khả năng chống chịu không khí lẫn tạp chất tốt. Tuy nhiên việc hiệu chỉnh gần như không thể vì thế chúng được trang bị sẵn theo chứng nhận của nhà sản xuất.
Hình 7.6: Thiết bị đo lượng không khí kiểu dây nhiệt.
Ghi chú:
Áp suất chân không pa bar
Áp suất trong điều kiện thử nghiệm p bar
Nhiệt độ chân không Ta K
Nhiệt độ thử nghiệm tto C
Mật độ không khí p kg/m3 Mật độ không khí trong điều kiện tiêu chuẩn pa kg/m3 Mật độ không khí trong điều kiện thử nghiệm pt kg/m3
Chênh lệch áp suất qua họng gió Δp Pa, h mmH2O
Vận tốc không khí ở co U m/s
Hệ số xả họng gió Cd
Đường kính họng gió d m
Tỉ lệ thể tích lưu lượng không khí Q m3/s Tỉ lệ khối lượng lưu lượng không khí m kg/s Hằng số 1 cho động cơ 2 thì, 2 cho động cơ 4 thì K
Tốc độ động cơ n vòng/phút
Số xilanh Nc
Tổng thể tích quét Vs m3/s
Tỉ lệ tiêu hao không khí V m3/s
Hiệu suất thể tích động cơ ηv
Thể tích lọc gió Vb m3
Hằng số khí R J/kg K
Chương 8:
ĐO LƯỜNG CHẤT LƯỢNG KHÍ THẢI VIII.1 Vấn đề độc hại của khí thải
Khí quyển trái đất thường gọi là không khí, là một hỗn hợp của nhiều khí, trong đó khí Ni tơ chiếm khoảng 78%, Oxy chiếm khoảng 21%, 1% còn lại gồm nhiều loại khí khác nhau như Argôn(Ar), Cacbonic (CO2), hơi nước… Trong các khí trên có nhiều chất không có lợi cho sức khoẻ con người như: CO, HC, NOX, SO2… Những chất không có lợi này được gọi là những chất gây ô nhiễm không khí. Các chất gây ô nhiễm không khí không chỉ được thải ra từ các động cơ nói chung mà còn được thải ra từ nhiều nguồn khác như: nhà máy nhiệt điện, sưởi ấm nhà, lò thiêu… Trong giới hạn của tài liệu này chúng ta chỉ nghiên cứu tác hại của khí thải ra từ ô tô nói chung, đến môi trường sống và con người.
Hiện nay nhiều quốc gia đã có luật quy định về vấn đề cải thiện chất lượng không khí bằng cách giảm lượng khí thải độc hại từ phương tiện cơ giới. Khí thải độc hại này được chia làm 4 nhóm theo mức tác hại của nó:
Nhóm A: khí có thể gây tử vong hoặc làm tổn thương chỉ cần tiếp xúc vài phút (CO nó có thể kết hợp với hemoglomin trong máu, chiếm oxi gây ngạt thở, chỉ cần một phần ngàn của 1% CO có trong không khí là có thể gây ngộ độc, và chỉ cần 0.25% có thể giết chết chúng ta trong vòng nữa tiếng).
Nhóm B & C: chất khí có thể tử vong hoặc gây ra bệnh nguy hiểm khi tiếp xúc lâu dài và ảnh hưởng sức khỏe đến thế hệ trẻ sau này (khói, NOx, SO2, HC chưa cháy và bù hóng là các tác nhân gây ra ung thư phổi).
Nhóm D: chất khí gây ra sự nóng lên của trái đất (CO2 tác nhân gây ra hiệu ứng nhà kính).