熱式質量流量計
熱式質量流量計(Theermal Mass flowmeters,簡稱TMF)在國內習慣稱為熱式流量計,是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量,或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量的一種流量儀表。一般用來測量氣體的質量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復性和高可靠性;無可動部件以及可用于極低氣體流量監測和控制等特點。
1.托馬斯流量計
2.
浸入型熱式質量流量計
浸入型TMF是在原來熱線接觸式流量計的基礎上發展起來的一種堅固型熱式質量流量計,它解決了接觸式TMF在結構上的缺陷,采用適用于工業應用的堅固的高可靠性傳感器,近二十多年來得到了很快的發展。
① 浸入型熱式質量流量計原理
② 浸入型熱式質量流量的分類
③ 浸入型熱式質量流量計的特點
3.熱分布型熱式質量流量計
從圖6-14的曲線可知,浸入型TMF工作在曲線的后半段,質量流量與溫差ΔT成反比,不能用來測量微小流量。熱分布型TMF是近二十多年來發展起來的測量微小氣體流量的儀表。它工作在圖6-14曲線的前半段,在一定的流量范圍內,質量流量與溫差ΔT成正比,廣泛應用于半導體制備、石油化工、冶金、制藥、原子能等工業中微小氣體流量測量。
① 熱分布型熱式質量流量計的原理
②熱分布型熱式質量流量計的結構與分類
③ 熱分布型熱式質量流量計的特點
A.熱分布型熱式質量流量計的優點
B.熱分布型熱式質量流量計的缺點
④ 熱分布型熱式質量流量計的使用
4.邊界層流量計
① 邊界層流量計測量原理
邊界層流量計是由托馬斯流量計發展而來的一種非接觸式流量計,可以用來測量氣體,也可以用于測量液體。
圖6-22為邊界層流量計的結構原理。在測量管的外側繞一電加熱線圈,在電加熱絲兩側安裝兩個溫度計,將加熱絲夾在中間。當電加熱絲通電加熱時,加熱器向管道內部提供熱量,通過管壁、邊界層將熱量傳遞到管內流體。不管管內流動是層流還是紊流,在管壁附近都存在一層邊界層。邊界層內的熱傳遞可以看做是純導熱方式進行的,紊流流動時,由于管道材料的導熱性能很好,管道中心的紊流部分溫度也幾乎一樣,所以管壁外部與管道中心的溫度差ΔT幾乎完全發生在邊界層內。其溫度分布如圖6-22下半部所示,實線為紊流情況下的分布,虛線為層流情況下分布。
設邊界層的傳熱系數為h,加熱線圈的有效傳熱面積為A,則單位時間傳遞給流體的熱量Q為:
Q=AΔTh (6-27)
邊界層的傳熱系數h 是質量流量的函數,根據雷諾等的研究結果,紊流流動時,傳遞給流體的熱量Q與質量流量qm之間有以下關系