徐国强钟骏意*、弓丨言气体流量的测量是工业生产过程、科学。两圆柱形探头和分别置于气流中，其中探头含有加热器，用来测量被。插入式热式质量流量计结构原理图。流体外绕圆柱体流动的情形体带走热量后探头壁面的温度7，另一探头测量来流温度气流经过圆柱探头的流动模型如所示，探头局部表面传热系数变化比较复杂，但其平均表面传热系数渐变规律却比较明显，见。
体外绕圆柱体提出在整个试验范围内部都适用的准则关系式：将式（2）拟合成NuS=a+Ree的形式，用到Prme的物性参数（，LPr）可拟合成定性温度7的函数，当达到热平衡时可以得到质量流量公式：U―加热器两端的电压；I一加热电流；R―管道半径；L一探头长度；d―探头直径；AT一热探头壁面与来流之间的温差；a、b、c一拟合常数。
传感元件的制作会影响流量计的性能，（a）是加热器偏心地插入不锈钢圆柱外壳的截面图，从（b）可以看出，加热器偏心时，各个方向的石墨填充厚度不同，传热热阻也不同，改变了加热器向圆柱外壳周围的传热分布，从而影响流量计的精度。填充物质的密度和比热容越小，流量计的响应速度则越快。热电偶丝的直径越小，其时间常数也越小，越能迅速反映出测量温度的变动。热电偶布置点的不同，测量的壁面温度也不同，但这只影响流量计的标定而不会影响其精度。
三、插入式传感元件传感元件由两个插入流体管道中的圆柱形探头构成。被加热探头里面含有一个加热器，在靠近壁面附近布置一个温差热电偶并用导热系数与密度之比较大的石墨填充。探头内布置一个热电偶并用石墨填充。为更好的进行动态测量，所用热电偶均采用直径为0.1mmK型的NiCr-NiSi.四、系统热平衡分析当流量传感器被置于流体管道中，在流态稳定时，探头与周围介质处于近似的热平衡状态，这时流体、探头、测量杆和管道组成一个传热系统，此时的系统热平衡方程为：传感器世界2007.9.静态变化函数曲线气流方向阀门待标定流量计。标定方案示意图。标定曲线利用传热学理论，结合热式流量计应用的工况场合，对于实际的热交换过程有：1、热探头与流体间的对流换热对流换热a包括受迫对流换热和自然对流换热。假设流管横置，热探头壁面与流体温差为60*C，则当流体流速大于1m/s时，G/e2<0.1，此时自然对流换热与由于流体运动所导致的受迫对流换热相比十分微弱。实际测量中G/2<<1，可以忽略自然对流换热的影响。2、热探头向测量杆构架的导热02随着构架材料导热系数的不同，02差别很大。在探头设计中，尽可能采用导热系数小的材料制造构架并采用绝热、绝缘硅胶对探头密封以减少导热量。导热量02计算公式如下：，dtA一杆构架的横截面积；A―杆构架导热系数。3、热探头向周围的辐射换热03热探头表面温度为，它要向气流和另一个探头进行辐射换热。将探头表面磨光或镀上一层发射率小的金属并使其温度保持在100*C之内，以减小辐射换热。根据辐射换热公式：一斯特藩一波尔兹曼常数；4一探头外表面面积；一热探头温度；T：来流温度。传感器与气体间的换热以受迫对流换热为主，结构设计中应想办法减小导热量02以及辐射量03.五、插入式热式质量流量计的标定热式质量流量计采用直接测量法标定，采用美国FCI公司生产的ST980型热式质量流量计作为标准流量计。由于。是标定曲线。该流量计在，图中标1、2、3的地方是流量开始发生变化的点，a、b、c是相应的达到稳定的点，从图中可以看出待标定的流量计更快达到稳定，即待标定的流量计有更快的响应速度。七、结论本文提出了一种新型的插入式热式质量流量计的设计和标定方案并进行了实验验证，由实验结果可以得到如下结论：（1）填充物质的性能会影响流量计的响应速度，本流量计采用导热系数与密度之比较大的石墨有效地提高了流量计的响应速度，从可以看出本流量计的响应时间仅为ST980型流量计的一半；（2）质量流量表达式（3）适用范围广、形式简单，而且能够准确地计算流量值；（3）流量计具有较好的重复性和工程精度，能够应用于气体质量流量的精确测量。
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