Aplicación del medidor de flujo de gas térmico en la medición del flujo de gas de alta pureza

Aplicación de los caudalímetros de gas térmico en la medición del caudal de gases de alta pureza. Los caudalímetros de gas térmico se dividen en térmicos distribuidos y sumergidos, según la estructura de los componentes de detección. Este último se utiliza cuando el diámetro de la tubería es mayor. Debido al principio de funcionamiento y a las características estructurales del caudalímetro de gas térmico, su precisión suele expresarse mediante un error de referencia o una combinación de error de indicación y error de referencia. En el caso del hidrógeno de alta pureza, su densidad en estado estándar es estable y conocida, por lo que el uso de un caudalímetro de presión diferencial para medir su caudal permite obtener la misma precisión que la medición de nitrógeno y oxígeno. Sin embargo, existe otra diferencia al medir el caudal de hidrógeno con un caudalímetro másico térmico: la diferencia en las características térmicas. Los caudalímetros másicos deben calibrarse uno por uno antes de salir de fábrica, al igual que los caudalímetros reales. En el caso de los caudalímetros de gas térmico, la variedad de gases es tal que no es posible configurar una configuración de calibración de caudal para cada uno. Para solucionar este problema, la calibración y la verificación suelen realizarse por sustitución. La norma GB/t20727-2006 «Caudalímetros de gas térmico para la medición del caudal de fluidos en tuberías cerradas»/ISO 14511:2001 estipula que los caudalímetros másicos de gas térmico pueden calibrarse utilizando gases alternativos similares al gas de proceso que se va a medir. Posteriormente, se utiliza el coeficiente K para la corrección o el cálculo numérico, y se convierte a las condiciones o condiciones de uso del gas de proceso que se va a medir. Según la bibliografía, puede calibrarse directamente con aire y luego corregirse con el factor K. Los experimentos muestran que la incertidumbre se reduce en aproximadamente un 2 %. La Tabla 1 enumera los factores de conversión para varios gases que se indican en la bibliografía. La Tabla 2 enumera los factores de conversión para caudalímetros de gas térmico proporcionados por el fabricante. La última fila de la tabla enfatiza que los datos variarán según la fuente de datos. Este método es, en realidad, un medio para calibrar el caudalímetro. Las propiedades térmicas del nitrógeno y el oxígeno no difieren mucho de las del aire. Dado que los principales componentes del aire son nitrógeno y oxígeno, el error adicional introducido por el método de conversión debería ser pequeño. Sin embargo, existe una gran diferencia entre el hidrógeno y el aire. La conductividad térmica del hidrógeno es 7 veces mayor que la del aire, su densidad es solo el 7,1 % de la del aire y su capacidad calorífica específica molar a presión constante (CP) es 13 veces mayor que la del aire. Estas diferencias pueden introducir grandes errores en la conversión. Además, la temperatura y la presión del fluido también generarán errores adicionales en el punto cero y el intervalo de medida del medidor de caudal de gas térmico en funcionamiento. De acuerdo con las normas nacionales pertinentes, es necesario ajustar el punto cero con el gas medido realmente, a la temperatura y presión de trabajo reales. Respecto a la influencia de la temperatura y la presión en el rango de medición, la norma GB/t20727-2006 estipula que debe existir una tabla estándar que proporcione valores de medición de referencia en las condiciones de trabajo antes de la comparación y el ajuste. A menudo es difícil encontrar una forma estándar que cumpla con los requisitos. Los efectos mencionados generarán mayores errores en el medidor de caudal de gas térmico.

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