Lämpövirtausmittari

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 25. helmikuuta 2021 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Lämpövirtausmittari on virtausmittari , joka käyttää lämmitetystä kappaleesta liikkuvan väliaineen lämmönsiirron vaikutusta nesteen tai kaasun virtausnopeuden mittaamiseen .

On kalorimetrisiä ja kuumalankamittareita .

Kalorimetriset virtausmittarit

Kalorimetrisissä virtausmittareissa virtausta lämmitetään tai jäähdytetään ulkoisella lämmönlähteellä, jolloin virtaukseen syntyy lämpötilaero, jolla virtaus määräytyy.

Jos jätetään huomioimatta lämpöhäviöt virtauksesta putkilinjan seinien läpi ympäristöön, niin lämpötasapainon yhtälö lämmittimen tuottaman lämmön ja virtaukseen siirtyneen lämmön välillä saa muotonsa:

q_{t}=k_{0}Q_{M}c_{p}\Delta T,

missä on korjauskerroin lämpötilan epätasaiselle jakautumiselle putkilinjan poikkileikkauksella; $k_{0}$

Q_{M}

— massavirta virtauksessa;

c_p

- ominaislämpökapasiteetti (kaasulle - vakiopaineessa);

{\displaystyle \Delta T=T_{2}-T_{1))

— lämpötilaero antureiden välillä ( ja — menoveden lämpötilat ennen ja jälkeen lämmittimen).

T_{1}

T_{2}

Lämpöä syötetään yleensä virtaukseen kalorimetrisissä virtausmittareissa sähkölämmittimillä, joita varten

q_{t}=0,24I^{2}R,

missä I on lämmityselementin läpi kulkeva virta ;

R on lämmittimen sähkövastus .

Näiden yhtälöiden perusteella staattinen muunnosominaisuus, joka yhdistää lämpötilaeron antureiden välillä massavirtaan, saa muodon:

Q_{M}={\frac {0.24I^{2}R}{k_{0}c_{p}\Delta T)).

Kuumalankamittarit

Lämpömittarin toimintaperiaate liittyy konvektiolämmönsiirtoon liikkuvan väliaineen avulla lämmitetyltä pinnalta. Tällaisen tuulimittarin anturielementti on kuumennettu lanka tai pinta, yleensä platina tai volframi . Elementin lämmitys suoritetaan yleensä sen läpi kulkevalla tasavirralla samalla kun elementin lämpötila pysyy vakiona. Joskus voit löytää malleja, joissa on mittauslangan epäsuora lämmitys. Virtausnopeuden määrittämiseksi laite mittaa langan konvektiolämmönsiirtoa, joka on elementtiä ympäröivän väliaineen nopeuden funktio.

Tyypillisesti kaasuvirtojen mittaamiseen tarkoitettujen teollisten kuumalanka-anemometrien langan halkaisija on 4-10 mikronia ja pituus 1 mm. Toinen malli on pintaanturielementti, joka on vuorattu lämmönkestävällä ruiskupinnoitetulla lasilla tai platinafoliolla .

Lämmittimen lämpötasapainon yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

I^{2}R_{W}=hA_{W}\Delta T,

missä

minä

- lämmityselementin läpi kulkevan sähkövirran voimakkuus;

R_{W}

on lämmityselementin sähkövastus;

h

on lämmityselementin lämmönsiirtokerroin;

A_{W}

on liikkuvan väliaineen pesemä lämmittimen pinta-ala;

{\displaystyle \Delta T=T_{1}-T_{2))

on lämmittimen ja väliaineen välinen lämpötilaero.

Koska lämmittimen vastus riippuu lämpötilasta $R_{W}$

R_{W}=R_{c}[1+\alpha (T_{1}-T_{1}^{c})],

missä

\alpha

— Sähkövastuksen lämpötilakerroin ;

R_{c}

on sähkövastusarvo kalibrointilämpötilassa;

{\displaystyle T_{1}^{c))

on kalibrointilämpötila.

Lämmönsiirtokerroin h on virtausnopeuden V funktio ja sitä voidaan kuvata empiirisellä suhteella:

h=a+bV^{c},

jossa: a, b, c ovat anturin kalibroinnin aikana määritettyjä vakioita ( c = 0,5 ). Kirjoitettujen yhtälöiden perusteella on mahdollista määrittää virtausnopeus ja siten virtausnopeus:

V=\left(\left[{\frac {I^{2}R_{c}[1+\alpha (T_{1}-T_{1}^{c})]}{A_{W }\Delta T}}-a\right]/b\right)^{\frac {1}{c}}

Kuumalankamittausmenetelmän etuja ovat korkea herkkyys, suuri nopeus ja suunnittelun yksinkertaisuus. Haitat: luotettava toiminta on mahdollista vain puhtaissa virtauksissa, joissa lämpöominaisuudet ovat muuttumattomat ja elementti on puhdistettava lialta.

Katso myös

Merkitse virtausmittarit

Kirjallisuus

Mäntä E. P., Lesovoy L.V. Vitratomian normalisointi paineen muutoksessa. - Lviv: Institute of Energy Audit and Design of Energy, 2006. - 576 s. ISBN 966-553-541-2
A. K. Babіchenko, V. I. Toshinsky et ai. Promislovi zasobi automaatio. Osa 1. Vimiryuvalni prystoy. - H. Romi LLC, 2001.