Estudio de simulación del caudalímetro másico de gas térmico

Los medidores de caudal de gas natural tradicionales utilizan principalmente medición volumétrica, la cual se ve fácilmente afectada por la presión y la temperatura del gas natural, y no puede reflejar los cambios en su composición (cambio de calidad). Además, los instrumentos de medición existentes no pueden medir bien el caudal relativamente pequeño, y existen problemas como la saturación para el caudal relativamente grande, lo que afecta seriamente la precisión de la medición. Este artículo presenta un sistema de sensores basado en tecnología MEMS basado en el principio de transferencia de calor. El sistema de sensores diseñado con tecnología MEMS tiene un volumen pequeño, alta precisión de medición y bajo error, y puede medir el caudal másico de gas en la tubería. El campo de flujo se simula mediante tecnología de simulación fluida, y la mejor posición de medición en la tubería se encuentra simulando diferentes posiciones de inserción del sensor. Los resultados de la simulación se verifican mediante experimentos para garantizar la precisión de los resultados de la simulación y mejorar la precisión de la medición del sensor. 1. Principio de diseño del medidor de caudal másico de gas térmico. El medidor de caudal másico de gas térmico tiene diversos principios de medición. Este artículo presenta un nuevo tipo de medidor de flujo másico de gas térmico, diseñado con base en el principio de difusión térmica, basado en la ley de King y combinado con tecnología microelectrónica moderna. El medidor de flujo másico de gas térmico. Su principio de funcionamiento se muestra en la Figura 1. Tiene dos sondas de sensor de temperatura de resistencia de platino s1 y s2, respectivamente, colocadas en el flujo de gas. La sonda s1 mide la temperatura del flujo de gas tf, y la otra sonda s2 se coloca junto a la fuente de calor constante para detectar la temperatura tw después de que el calor es absorbido por el gas. Cuando el estado del flujo de gas es estable, la sonda y el medio circundante están en un estado de equilibrio térmico aproximado, y la ecuación de equilibrio térmico del sistema en este momento es la siguiente: h———El poder calorífico de la corriente a la sonda térmica s2; q1———Transferencia de calor por convección entre la sonda térmica y el fluido; q2———La conducción de calor de la sonda térmica al marco de la varilla de medición; q3———El calor irradiado por la sonda térmica al entorno. Utilizando la teoría de la transferencia de calor, combinada con la ocasión del trabajo del medidor de flujo másico de gas térmico, para el proceso real de intercambio de calor, la transferencia de calor convectiva q1 es la clave para todo el proceso de intercambio de calor. Despreciable. Entonces la fórmula (1) puede simplificarse como basada en la ley de oro, cuando se alcanza el equilibrio térmico, la disipación de calor causada por la convección es q, que puede expresarse por la fórmula (3): en la fórmula: l y d———La longitud y el diámetro del alambre de resistencia térmica; ρ, cp, v, k———Densidad, calor específico a presión constante, velocidad de flujo y conductividad térmica de la corriente de gas. La ecuación (3) puede reescribirse como, para un medidor de flujo cierto y un medio medido cierto, a y b son constantes. El calor Joule generado por el alambre de resistencia térmica por unidad de tiempo se mantiene constante (tw-tf), r es constante, por lo que la corriente i es el parámetro para calcular el caudal másico, cuyo cuadrado i2 es proporcional a la raíz cuadrada del caudal másico, y la corriente i es proporcional a la raíz cuadrada del caudal másico. Este valor se obtiene a partir de la tensión de calentamiento de salida u. Por lo tanto, manteniendo constante la diferencia de temperatura, el caudal másico del gas se puede obtener midiendo la tensión u.

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