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熱式質(zhì)量流量計的基本原理

       流體的體積是流體溫度和壓力的函數(shù),是一個因變量,而流體的質(zhì)量是一個不隨時間、空間溫度、壓力的變化而變化的量。如前所述,常用的流量計中,如孔板流量計、渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、轉(zhuǎn)子流量計、超聲波流量計和橢圓齒輪流量計等的流量測量值是流體的體積流量。在科學(xué)研究、生產(chǎn)過程控制、質(zhì)量管理、經(jīng)濟核算和貿(mào)易交接等活動中所涉及的流體量一般多為質(zhì)量。采用上述流量計僅僅測得流體的體積流量往往不能滿足人們的要求,通常還需要設(shè)法獲得流體的質(zhì)量流量。以前只能在測量流體的溫度、壓力、密度和體積等參數(shù)后,通過修正、換算和補償?shù)确椒ㄩg接地得到流體的質(zhì)量。這種測量方法,中間環(huán)節(jié)多,質(zhì)量流量測量的準(zhǔn)確度難以得到保證和提高。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,相繼出現(xiàn)了一些直接測量質(zhì)量流量的計量方法和裝置,從而推動了流量測量技術(shù)的進步。

       熱式質(zhì)量流量計的基本原理是利用外部熱源對管道內(nèi)的被測流體加熱,熱能隨流體一起流動,通過測量因流體流動而造成的熱量(溫度)變化來反映出流體的質(zhì)量流量。
當(dāng)流體成分確定時,流體的定壓比熱為已知常數(shù)。因此由上式可知,若保持加熱功率恒定,則測出溫差便可求出質(zhì)量流量;若采用恒定溫差法,即保持兩點溫差不變,則通過測量加熱的功率也可以求出質(zhì)量流量。由于恒定溫差法較為簡單、易實現(xiàn),所以實際應(yīng)用較多。這種流量計多用于較大氣體流量的測量。
為避免測溫和加熱元件因與被測流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕,可采用非接觸式測量方法,即將加熱器和測溫元件安裝在薄壁管外部,而流體由薄壁管內(nèi)部通過。非接觸式測量方法,適用于小口徑管道的微小流量測量。當(dāng)用于大流量測量時,可采用分流的方法,即僅測量分流部分流量,再求得總流量,以擴大量程范圍。

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