1. Công dụng của áp kế
Áp kế là công cụ được sử dụng rộng rãi trong kiểm toán năng lượng để đo áp suất chênh lệch giữa hai điểm. Loại cổ nhất là áp kế cột chất lỏng. Một phiên bản đơn giản của áp kế cột chất lỏng là ống hình chữ U [xem hình 1] được đổ chất lỏng đầy nửa ống [thường là dầu, nước hoặc thuỷ ngân] trong đó áp suất đo được cấp vào một bên ống và áp suất tham khảo [có thể là áp suất khí quyển] được cấp vào bên còn lại. Sự chênh lệch giữa các mức chất lỏng biểu diễn áp suất tham khảo.
Nguyên tắc hoạt động của áp kế như sau:
- Hình 1a. Dạng đơn giản nhất của áp kế là một ống hình chữ U với chất lỏng được đổ khoảng một nửa ống. Hai đầu ống hở, chiều cao của chất lỏng ở mỗi bên bằng nhau.
- Hình 1b. Khi áp suất dương được cấp vào một bên ống, chất lỏng sẽ giảm xuống ở bên đó và tăng lên ở bên kia ống. Sự chênh lệch độ cao, h là tổng những thông số trên và dưới 0, cho thấy mức áp suất.
- Hình 1c. Chân không được cấp vào một bên ống, chất lỏng tăng lên ở bên đó và giảm xuống ở bên kia ống. Sự chênh lệch độ cao, h là tổng những thông số trên và dưới 0, cho thấy độ chân không.
Có ba loại áp kế chính:
- Áp kế cột lỏng một nhánh có bể chứa lớn hơn thay cho một phía của ống hình chữ U và có thang độ bên cạnh cột hẹp hơn. Sau đó cột này sẽ khuyếch đại chuyển động của dung dịch. Áp kế cột lỏng được dùng để đo sự chênh lệch thấp giữa các áp suất cao.
- Loại dùng màng linh hoạt: Thiết bị này sử dụng độ võng của màng, màng này bao phủ một thể tích có áp suất không đổi. Độ võng của màng tương ứng với áp suất. Sử dụng bảng tham khảo mức áp suất ứng với các độ võng khác nhau.
- Loại ống xoắn: Loại áp kế thứ ba này sử dụng một ống xoắn giãn nở khi áp suất tăng. Điều này tạo ra lực quay của một nhánh gắn vào ống.
2. Phạm vi sử dụng áp kế
Trong quá trình kiểm toán năng lượng, một áp kế thường được sử dụng để xác định áp suất chênh lệch giữa hai điểm trong đường ống dẫn khí hoặc không khí xả. Chênh lệch áp suất được sử dụng để tính vận tốc dòng của đường ống sử dụng phương trình Bernoulli. [ Chênh lệch áp suất =v²/2g].
Cách sử dụng áp kế chi tiết hơn được trình bày trong phần cách thức sử dụng áp kế. Tuy nhiên, có thể sử dụng cách tương tự để đo chênh lệch áp suất qua hai điểm trong đường ống chứa chất lưu bất kỳ. Trong trường hợp đó, cần lưu ý là áp kế cần phù hợp để sử dụng với lưu lượng chất lưu. Vận tốc của dòng chất lưu được tính theo Áp suất chênh lệch = f LV²/2gD trong đó f là hệ số ma sát của vật liệu ống, L là khoảng cách giữa hai điểm chênh lệch áp suất, D là đường kính ống và g là hằng số lực hấp dẫn.
3. Cách thức sử dụng áp kế
Để giải thích cách thức sử dụng một áp kế không dễ dàng chút nào. Lý do là có quá nhiều loại áp kế khác nhau có cách vận hành khác nhau.
Tuy nhiên, có một số bước vận hành giống nhau. Trong quá trình kiểm toán năng lượng, vận tốc khí trong ống được đo nhờ sử dụng một ống hở hai đầu và lưu lượng được tính bằng một áp kế.
Khoan một lỗ mẫu trên đường ống [ống chứa khí xả] và ống hở hai đầu sẽ được đưa vào đường ống. Hai đầu hở của ống được nối với hai đầu của áp kế. Sự chênh lệch về mức độ của áp kế cho thấy áp suất vận tốc tổng. Ví dụ như, ở trường hợp áp kế số, các thông số được đo bằng mm của cột nước.
4. Các biện pháp an toàn và phòng tránh
- Không được để áp kế hoạt động với áp suất quá cao. Trong trường hợp áp suất cao, nên sử dụng loại áp kế khác.
- Kiểm tra tài liệu hướng dẫn của thiết bị đo để biết thêm chỉ dẫn chi tiết về an toàn và phòng tránh trước khi sử dụng thiết bị.
Áp kế là công cụ được sử dụng rộng rãi trong kiểm toán năng lượng để đo áp suất chênh lệch giữa hai điểm. Loại cổ nhất là áp kế cột chất lỏng. Một phiên bản đơn giản của áp kế cột chất lỏng là ống hình chữ U [xem hình 1] được đổ chất lỏng đầy nửa ống [thường là dầu, nước hoặc thuỷ ngân] trong đó áp suất đo được cấp vào một bên ống và áp suất tham khảo [có thể là áp suất khí quyển] được cấp vào bên còn lại. Sự chênh lệch giữa các mức chất lỏng biểu diễn áp suất tham khảo.
Hình 1. Giản đồ minh hoạ áp suất cột chất lỏng [Dwyer Instruments Inc.]
Nguyên tắc hoạt động của áp kế như sau:
- Hình 1a. Dạng đơn giản nhất của áp kế là một ống hình chữ U với chất lỏng được đổ khoảng một nửa ống. Hai đầu ống hở, chiều cao của chất lỏng ở mỗi bên bằng nhau.
- Hình 1b. Khi áp suất dương được cấp vào một bên ống, chất lỏng sẽ giảm xuống ở bên đó và tăng lên ở bên kia ống. Sự chênh lệch độ cao, h là tổng những thông số trên và dưới 0, cho thấy mức áp suất.
- Hình 1c. Chân không được cấp vào một bên ống, chất lỏng tăng lên ở bên đó và giảm xuống ở bên kia ống. Sự chênh lệch độ cao, h là tổng những thông số trên và dưới 0, cho thấy độ chân không.
Có ba loại áp kế chính:
- Áp kế cột lỏng một nhánh có bể chứa lớn hơn thay cho một phía của ống hình chữ U và có thang độ bên cạnh cột hẹp hơn. Sau đó cột này sẽ khuyếch đại chuyển động của dung dịch. Áp kế cột lỏng được dùng để đo sự chênh lệch thấp giữa các áp suất cao.
- Loại dùng màng linh hoạt: Thiết bị này sử dụng độ võng của màng, màng này bao phủ một thể tích có áp suất không đổi. Độ võng của màng tương ứng với áp suất. Sử dụng bảng tham khảo mức áp suất ứng với các độ võng khác nhau.
- Loại ống xoắn: Loại áp kế thứ ba này sử dụng một ống xoắn giãn nở khi áp suất tăng. Điều này tạo ra lực quay của một nhánh gắn vào ống.
2. Phạm vi sử dụng áp kế
Trong quá trình kiểm toán năng lượng, một áp kế thường được sử dụng để xác định áp suất chênh lệch giữa hai điểm trong đường ống dẫn khí hoặc không khí xả. Chênh lệch áp suất được sử dụng để tính vận tốc dòng của đường ống sử dụng phương trình Bernoulli. [ Chênh lệch áp suất =v²/2g].
Cách sử dụng áp kế chi tiết hơn được trình bày trong phần cách thức sử dụng áp kế. Tuy nhiên, có thể sử dụng cách tương tự để đo chênh lệch áp suất qua hai điểm trong đường ống chứa chất lưu bất kỳ. Trong trường hợp đó, cần lưu ý là áp kế cần phù hợp để sử dụng với lưu lượng chất lưu. Vận tốc của dòng chất lưu được tính theo Áp suất chênh lệch = f LV²/2gD trong đó f là hệ số ma sát của vật liệu ống, L là khoảng cách giữa hai điểm chênh lệch áp suất, D là đường kính ống và g là hằng số lực hấp dẫn.
3. Cách thức sử dụng áp kế
Để giải thích cách thức sử dụng một áp kế không dễ dàng chút nào. Lý do là có quá nhiều loại áp kế khác nhau có cách vận hành khác nhau.
Tuy nhiên, có một số bước vận hành giống nhau. Trong quá trình kiểm toán năng lượng, vận tốc khí trong ống được đo nhờ sử dụng một ống hở hai đầu và lưu lượng được tính bằng một áp kế.
Khoan một lỗ mẫu trên đường ống [ống chứa khí xả] và ống hở hai đầu sẽ được đưa vào đường ống. Hai đầu hở của ống được nối với hai đầu của áp kế. Sự chênh lệch về mức độ của áp kế cho thấy áp suất vận tốc tổng. Ví dụ như, ở trường hợp áp kế số, các thông số được đo bằng mm của cột nước.
Hình 2: Sử dụng ống hở hai đầu và áp kế để đo [Dwyer Instruments Inc.]
4. Các biện pháp an toàn và phòng tránh
- Không được để áp kế hoạt động với áp suất quá cao. Trong trường hợp áp suất cao, nên sử dụng loại áp kế khác.
- Kiểm tra tài liệu hướng dẫn của thiết bị đo để biết thêm chỉ dẫn chi tiết về an toàn và phòng tránh trước khi sử dụng thiết bị.
Chia sẻ bài viết