Debitmetru termic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 25 februarie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Un debitmetru termic este un debitmetru care utilizează efectul transferului de căldură dintr-un corp încălzit de către un mediu în mișcare pentru a măsura debitul unui lichid sau gaz .

Există contoare calorimetrice și cu fir cald .

Debitmetre calorimetrice

În debitmetrele calorimetrice, debitul este încălzit sau răcit de o sursă de căldură externă, ceea ce creează o diferență de temperatură în debit, prin care este determinat debitul.

Dacă neglijăm pierderile de căldură din fluxul prin pereții conductei către mediul înconjurător, atunci ecuația de echilibru termic dintre căldura generată de încălzitor și căldura transferată în flux ia forma:

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

unde este un factor de corecție pentru distribuția neuniformă a temperaturii pe secțiunea transversală a conductei; $k_{0}$

Q_{M}

— debitul masic în flux;

c_p

- capacitate termica specifica (pentru gaz - la presiune constanta);

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

— diferența de temperatură între senzori ( și — temperaturile de tur înainte și după încălzitor).

T_{1}

T_{2}

Căldura este de obicei furnizată fluxului în debitmetre calorimetrice prin încălzitoare electrice, pentru care

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

unde I este curentul prin elementul de încălzire;

R este rezistența electrică a încălzitorului.

Pe baza acestor ecuații, caracteristica de conversie statică, care leagă diferența de temperatură între senzori și debitul de masă, va lua forma:

Q_{M}={\frac {0,24I^{2}R}{k_{0}c_{p}\Delta T)).

Contoare cu fir fierbinte

Principiul de funcționare al unui anemometru termometric este asociat cu utilizarea transferului de căldură prin convecție de către un mediu în mișcare de pe o suprafață încălzită. Elementul de detectare al unui astfel de anemometru este un fir sau o suprafață încălzită, de obicei platină sau wolfram . Încălzirea elementului se realizează de obicei printr-un curent continuu care trece prin el, menținând în același timp o temperatură constantă a elementului. Uneori puteți găsi modele cu încălzire indirectă a firului de măsurare. Pentru a determina viteza curgerii, dispozitivul măsoară transferul de căldură prin convecție de la sârmă, care este o funcție de viteza mediului care înconjoară elementul.

De obicei, firul anemometrelor industriale cu fir fierbinte pentru măsurători în debitele de gaz are un diametru de 4-10 microni și o lungime de 1 mm. Un alt design este un element de detectare a suprafeței căptușit cu sticlă acoperită cu spray rezistent la căldură sau folie de platină .

Ecuația echilibrului termic de pe încălzitor poate fi scrisă astfel:

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

Unde

eu

- puterea curentului electric care trece prin elementul de încălzire;

R_{W}

este rezistența electrică a elementului de încălzire;

h

este coeficientul de transfer de căldură al elementului de încălzire;

A_{W}

este suprafața încălzitorului spălat de mediul în mișcare;

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

este diferența de temperatură dintre încălzitor și mediu.

Deoarece rezistența încălzitorului depinde de temperatură $R_{W}$

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

Unde

\alfa

— coeficientul de temperatură al rezistenței electrice ;

R_{c}

este valoarea rezistenței electrice la temperatura de calibrare;

T_{1}^{c)

este temperatura de calibrare.

Coeficientul de transfer de căldură h este o funcție a vitezei de curgere V și poate fi descris printr -o relație empirică :

h=a+bV^{c},

unde: a, b, c sunt constante determinate în timpul calibrării senzorului ( c = 0,5 ). Pe baza ecuațiilor scrise, este posibil să se determine debitul și, prin urmare, debitul:

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}}

Avantajele metodei de măsurare cu fir fierbinte includ sensibilitatea ridicată, viteza mare și simplitatea designului. Dezavantaje: funcționarea fiabilă este posibilă numai în fluxuri curate cu caracteristici termice neschimbate și necesitatea curățării elementului de contaminare.

Vezi și

Marcați debitmetrele

Literatură

Pistun E. P., Lesovoy L.V. Normarea vitratomiei în schimbarea presiunii. - Lviv: Institutul de Audit Energetic și Proiectare Energetică, 2006. - 576 p. ISBN 966-553-541-2
A. K. Babіchenko, V. I. Toshinsky și colab. automatizare Promislovi zasobi. Partea 1. Vimiryuvalni prystoy. - SRL H. Romi, 2001.