【摘要】：熱式氣體質(zhì)量流量傳感器具有測(cè)量范圍寬、壓損小、可靠性高、可測(cè)量混合氣體、適用于各種管道和過載無損害等諸多優(yōu)點(diǎn)。浮子流量傳感器具有工作可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)。因此熱式氣體質(zhì)量流量傳感器和浮子流量傳感器在工業(yè)計(jì)量中有著廣泛的應(yīng)用。然而當(dāng)物性參數(shù)發(fā)生變化時(shí),流量傳感器的測(cè)量性能必然發(fā)生變化,使得測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。本文主要針對(duì)粘度對(duì)浮子測(cè)量精度的影響以及熱式氣體質(zhì)量流量傳感器探頭傳熱問題進(jìn)行了研究。主要完成了以下工作:1、提出了一種新的熱式氣體質(zhì)量流量傳感器的測(cè)量方法-恒流法,根據(jù)傳熱原理分析了恒流法的工作原理,推導(dǎo)了流量計(jì)量模型。并分別根據(jù)流體橫掠串并列雙圓管理論和混合對(duì)流傳熱理論確定了探頭排列方式、傳感器的測(cè)量模型。完成設(shè)計(jì)并研制成樣機(jī)后,利用實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度下傳感器探頭的傳熱性能。2、建立了鎧裝探頭的三維傳熱模型�？偨Y(jié)了溫度補(bǔ)償公式。并利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了溫度補(bǔ)償?shù)挠行�。分析了誤差產(chǎn)生的原因,提出了減小誤差,提高熱式氣體質(zhì)量流量傳感器測(cè)量性能的措施。3、通過仿真計(jì)算研究了粘度對(duì)浮子流量傳感器測(cè)量精度的影響。利用CFD仿真軟件對(duì)DN50孔板浮子流量傳感器和DN80錐管浮子流量傳感器粘度影響進(jìn)行了仿真研究。通過分析浮子的流動(dòng)雷諾數(shù)、網(wǎng)格劃分以及對(duì)仿真的湍流模型的對(duì)比,確立了孔板浮子和錐管浮子流量傳感器的仿真方案和模型。分析了仿真流場(chǎng),并進(jìn)行了粘度的實(shí)流實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了粘度修正的必要性,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的對(duì)比,證明了仿真的合理性。利用仿真結(jié)果分析了粘度對(duì)孔板浮子流量傳感器測(cè)量影響的關(guān)鍵參數(shù)-射流擴(kuò)散角和粘度對(duì)錐管浮子流量傳感器測(cè)量影響的關(guān)鍵參數(shù)-回流渦尺寸。并通過提取仿真流場(chǎng)的流速值總結(jié)了射流擴(kuò)散角的經(jīng)驗(yàn)公式。4、建立粘度修正的理論模型。利用同心環(huán)空層流理論和附壁射流理論建立了孔板浮子流量傳感器在測(cè)量粘性介質(zhì)時(shí)的受力模型。利用回流渦的相關(guān)理論以及同心環(huán)空層流理論建立了錐管浮子流量傳感器的粘度修正模型。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了粘度修正模型的正確性。此方法突破了傳統(tǒng)粘度修正方法的局限性,提高了粘度修正的準(zhǔn)確度。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【圖文】：

托馬斯流量傳感器原理

溫差和流量的關(guān)系

圖 1-3 浸入式熱式氣體質(zhì)量流量傳感器隨著片上系統(tǒng)（SOC）技術(shù)和微細(xì)加工（MEM用，熱膜式氣體質(zhì)量流量傳感器得到迅速發(fā)展都是在微小的陶瓷基片上沉積金屬鉑形成的鉑

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本文編號(hào)：2770892