Estudo de Simulação de Medidor de Vazão Mássica de Gás Térmico

Os medidores de vazão de gás natural tradicionais utilizam principalmente medições volumétricas, que são facilmente afetadas pela pressão e temperatura do gás natural e não conseguem refletir as mudanças na composição (mudanças na qualidade) do gás natural. Além disso, os instrumentos de medição existentes não conseguem medir bem vazões relativamente pequenas, e há problemas como saturação para vazões relativamente grandes, o que afeta seriamente a precisão da medição. Este artigo apresenta um sistema de sensor baseado na tecnologia MEMs, baseado no princípio da transferência de calor. O sistema de sensor projetado com a tecnologia MEMs possui pequeno volume, alta precisão de medição e pequeno erro, e pode medir a vazão mássica do gás na tubulação. O campo de fluxo é simulado pela tecnologia de simulação fluente, e a melhor posição de medição na tubulação é encontrada simulando diferentes posições de inserção do sensor, e os resultados da simulação são verificados por experimentos para garantir a precisão dos resultados da simulação e melhorar a precisão da medição do sensor. 1. Princípio de projeto do medidor de vazão mássica de gás térmico O medidor de vazão mássica de gás térmico possui uma variedade de princípios de medição. Este artigo apresenta um novo tipo de medidor de vazão mássica de gás térmico projetado com base no princípio da difusão térmica, baseado na lei de King e combinado com a moderna tecnologia de microeletrônica. Medidor de vazão mássica de gás térmico. Seu princípio de funcionamento é mostrado na Figura 1. Ele tem duas sondas de sensor de temperatura de resistência de platina s1 e s2, respectivamente colocadas no fluxo de gás, onde a sonda s1 mede a temperatura do fluxo de gás tf, e a outra sonda s2 é colocada próxima à fonte de calor constante para detectar a temperatura tw após o calor ser removido pelo gás. Quando o estado do fluxo de gás é estável, a sonda e o meio circundante estão em um estado de equilíbrio térmico aproximado, e a equação de equilíbrio térmico do sistema neste momento está na fórmula: h———O valor de aquecimento da corrente para a sonda térmica s2; q1———Transferência de calor convectiva entre a sonda térmica e o fluido; q2———A condução de calor da sonda térmica para a estrutura da haste de medição; q3———O calor irradiado pela sonda de calor para o ambiente. Usando a teoria da transferência de calor, combinada com a ocasião do trabalho do medidor de vazão mássica de gás térmico, para o processo real de troca de calor, a transferência de calor convectiva q1 é a chave para todo o processo de troca de calor. Desprezível. Então a fórmula (1) pode ser simplificada como baseada na lei de ouro, quando o equilíbrio térmico é alcançado, a dissipação de calor causada pela convecção é q, que pode ser expressa pela fórmula (3): na fórmula: l e d———O comprimento e o diâmetro do fio de resistência térmica; ρ, cp, v, k———Densidade, calor específico a pressão constante, velocidade do fluxo e condutividade térmica do fluxo de gás. A equação (3) pode ser reescrita como, para um certo medidor de vazão e um certo meio medido, a e b são constantes. O calor Joule gerado pelo fio de resistência térmica por unidade de tempo é mantido constante (tw-tf), r é uma constante, então a corrente i é o parâmetro para calcular a vazão mássica, o quadrado i² da corrente i é proporcional à raiz quadrada da vazão mássica, e a corrente i é proporcional à raiz quadrada da vazão mássica. Ela pode ser obtida a partir da tensão de aquecimento de saída u. Portanto, mantendo a diferença de temperatura constante, a vazão mássica do gás pode ser obtida medindo a tensão u.

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