摘(zhāi)要：從插(cha)入式熱(rè)式質量(liang)流量計(ji) 的測量(liang)原理、流(liu)量計算(suàn).應用特(tè)點等方(fang)面來說(shuō)明其在(zài)⛹🏻‍♀️環保和(he)空調行(hang)業中的(de)可用性(xing)，并着重(zhòng)介紹了(le)熱式質(zhi)量流量(liang)計如何(hé)選擇測(cè)量點和(he)直管段(duan)，以及在(zài)方形管(guan)道流量(liàng)測量中(zhōng)的應用(yòng)。
1前言
　　随(suí)着環境(jing)保護意(yì)識的加(jia)強，對生(shēng)活、工業(yè)上廢水(shuǐ)、廢氣排(pai)放🔆的🙇🏻檢(jian)🤟測和控(kòng)制也越(yuè)來越重(zhòng)視。對于(yú)廢液的(de)監控，可(kě)以采用(yong)電磁流(liú)量計;但(dàn)是由于(yu)環保廢(fèi)氣的⛱️多(duō)粉塵、混(hùn)合組分(fen)及要求(qiú)低壓損(sǔn)、防爆、防(fáng)腐蝕的(de)特點，監(jian)控儀😘表(biao)相對難(nan)選。一般(ban)的🔴流量(liàng)儀表有(you)壓損，要(yao)求氣體(ti)介質相(xiang)對純淨(jing)，如果采(cǎi)用儀表(biao)，價格偏(piān)高，所以(yi)，在精度(dù)要☎️求不(bú)是高的(de)場合，1可(kě)以采用(yòng)熱式氣(qi)體質量(liàng)流量🔞計(jì)。
2插入式(shì)熱式流(liú)量計測(ce)量原理(li)及流量(liàng)計算
　　熱(rè)式質量(liàng)流量計(ji)是利用(yong)傳熱原(yuan)理,即流(liu)動中的(de)流體與(yu)熱源(流(liu)體中加(jiā)熱的物(wu)質或測(cè)量管外(wài)加熱體(tǐ))之間熱(re)量交換(huan)✊關系來(lai)測量流(liú)量的儀(yí)表，目前(qián)主要用(yòng)于測量(liang)氣體🔴。熱(rè)式流量(liàng)儀表用(yòng)得最多(duō)有兩類(lei)，一是利(lì)用流動(dòng)流體傳(chuán)🔱遞熱量(liang)改變測(cè)量管🔞壁(bì)溫度分(fèn)🏃布的熱(re)傳導分(fèn)布效應(ying)的熱分(fen)布式流(liú)量計，曾(céng)稱量熱(re)式TMF;另外(wai)--類是利(lì)用熱消(xiao)散(冷卻(que))效應的(de)金氏定(ding)律TMF又由(you)于結構(gòu)上檢測(ce)元件伸(shēn)入測量(liàng)管内,也(ye)稱插入(ru)型或侵(qīn)入型。插(chā)入型的(de)工作原(yuán)理及流(liu)量✨計算(suan)如下🚶‍♀️:
　　如(rú)圖所示(shi)，插入式(shi)熱式氣(qì)體質量(liàng)流量計(ji)由兩個(ge)電阻溫(wēn)🚩度計組(zu)成傳感(gǎn)器，一個(gè)測溫探(tàn)頭，感受(shou)流體溫(wēn)🈲度T2另一(yi)個電阻(zu)溫度計(ji)由電路(lu)加熱到(dào)溫度T1用(yong)來測量(liàng)流體帶(dài)走的熱(re)量變化(hua)，亦稱測(cè)速探頭(tóu)。T1高于T2。并(bing)保持△T恒(héng)定,即△T=T1-T2。當(dang)流體流(liu)經傳感(gǎn)器時，由(yóu)于測速(sù)探頭的(de)🏃🏻自身溫(wēn)度T1高于(yu)測溫探(tan)頭感受(shou)的溫度(dù)🈲即流體(tǐ)溫度T2,流(liú)體便帶(dai)走了測(cè)速探頭(tou)上的一(yī)部分熱(rè)量(高溫(wen)向低溫(wēn)傳遞)，使(shǐ)T1下降。電(diàn)路爲保(bǎo)持△T恒定(ding)🏃，便增加(jia)對測速(su)探頭的(de)加熱功(gōng)率，使⛱️△T=T1-T2恒(héng)定。流體(ti)帶走測(cè)速探頭(tóu).上多少(shao)熱量，電(dian)路便增(zēng)加相應(ying)數量的(de)電功率(lǜ)，兩者🈲之(zhī)間存在(zài)着一個(ge)函數👉關(guan)系"。設對(duì)測速探(tàn)頭的加(jiā)熱功率(lü)爲P1，流體(ti)的質量(liàng)流量爲(wei)Q,則根據(jù)流體流(liú)過測速(su)探頭❤️時(shi)所帶走(zou)的熱量(liàng)與對測(ce)速探頭(tou)的加熱(rè)功率相(xiàng)對👄應的(de)原理，得(dé)到下列(lie)關系式(shì):
 
式(1)中，PocQ
　　因(yin)此，可以(yi)通過測(cè)量加熱(rè)功率P,來(lai)測量帶(dai)走這部(bu)分熱量(liang)的流體(ti)的質量(liàng)流量。由(yóu)于帶走(zou)着部分(fen)熱量的(de)是流體(tǐ)的分子(zǐ)，所以，測(cè)速探頭(tóu)直接測(cè)量的是(shi)流體的(de)質量流(liu)速pv,此時(shi)，隻要乘(chéng)上管道(dào)的橫截(jie)面積，就(jiù)可以得(de)到流體(tǐ)的質量(liang)流量了(le)。由于氣(qi)體流過(guò)探頭時(shí)帶走熱(re)量和氣(qi)體的質(zhì)量流量(liàng)成比例(lì)關系,也(ye)和探頭(tóu)間溫差(chà)有關，流(liú)量越大(da)，兩探頭(tou)之間溫(wēn)差越小(xiao)，氣體質(zhì)量流量(liang)與溫差(chà)之間的(de)聯系通(tōng)過質量(liang)流速ρv建(jian)立"。
 
式中(zhong):Qm-質量流(liu)量，kg/s;
Kv-測量(liàng)頭儀表(biao)系數;
a-速(sù)度分布(bu)系數;
B一(yī)阻塞系(xì)數;
x-幹擾(rǎo)系數;
A-儀(yí)表表體(ti)(測量管(guan)道)的内(nei)橫截面(mian)積，m²
ρv一質(zhì)量流速(sù)，kg/(m²·S)。
　　基于_上(shang)述原理(lǐ)，對于大(dà)管徑的(de)流量測(cè)量來說(shuō),雖無相(xiàng)應的大(da)🔞管徑标(biao)定裝置(zhì)來對流(liu)量計進(jìn)行标定(dìng)，但🤩隻要(yao)在标準(zhǔn)口徑的(de)标定裝(zhuang)置.上測(ce)定相應(yīng)的質量(liàng)流速，也(ye)👉就可方(fang)便地測(cè)量出大(dà)👉管徑中(zhōng)⚽流體的(de)質量流(liú)量了。
 
　　由(yóu)于兩個(gè)傳感器(qì)都是用(yòng)性能穩(wěn)定的金(jīn)屬鉑材(cai)料通過(guo)特♉殊⛱️工(gong)藝密封(feng)在316L不鏽(xiu)鋼管或(huò)抗酸、堿(jian)腐蝕的(de)K2760哈氏合(he)金或鉑(bo)📧套管中(zhōng)制成，因(yīn)此極爲(wèi)堅固,并(bìng)不會污(wū)染被測(ce)流體或(huo)受被測(cè)流體污(wū)染，且其(qí)抗腐蝕(shi)性能相(xiàng)當好。
3熱(rè)式質量(liàng)流量計(jì)的應用(yòng)特點
　　當(dang)前TMF大部(bù)分用于(yú)測量氣(qì)體，隻有(you)少量用(yong)于測量(liang)微小❓液(ye)體流量(liang)。熱式質(zhi)量流量(liàng)計具有(you)性能可(kě)靠、無可(kě)🌈動部‼️件(jiàn)、安裝方(fang)便，壓損(sun)小、量程(cheng)比寬(可(ke)達1000:1)、靈敏(mǐn)度高等(deng)特點2,特(te)别适用(yòng)于大管(guan)徑、低流(liu)速，非圓(yuan)截面管(guǎn)道、現場(chǎng)空間狹(xia)窄處測(ce)量等特(tè)殊工況(kuàng)，在環境(jing)保護和(hé)過程工(gōng)業的🔱應(ying)用發展(zhan)迅速，例(lì)如:污水(shuǐ)處理過(guò)程中發(fā)生的氣(qi)體，燃料(liào)電池工(gong)廠各種(zhong)氣體的(de)流量測(cè)量及煤(mei)粉燃燒(shao)過程粉(fen)/氣配🏃‍♂️比(bǐ)控制等(děng)。
　　與常用(yong)的 孔闆(pan)流量計(jì) 、 渦街流(liú)量計 和(he)差壓式(shi)均速管(guan)、文丘裏(lǐ)流量計(jì)相比較(jiao)，熱式氣(qi)體🚩質量(liàng)流量♈計(jì)有如下(xià)特點:
(1)直(zhi)接測量(liang)流體的(de)質量流(liu)量或标(biāo)準狀态(tài)下的體(tǐ)積流量(liang)，不需要(yào)進行溫(wen)度壓力(li)補償;.
(2)一(yi)次元件(jian)結構簡(jian)單，采用(yong)不鏽鋼(gang)或特種(zhǒng)合金外(wài)殼覆蓋(gài)🏃，不🈲怕髒(zāng)🤞污或腐(fǔ)蝕，不存(cun)在堵塞(sai)問題,且(qie)表面髒(zang)❓污極易(yì)清除。帶(dài)🙇🏻不斷流(liú)裝拆裝(zhuang)置，可實(shi)現不停(tíng)氣裝✏️拆(chai)，清洗♻️維(wei)修，簡便(biàn)易行;
(3)量(liàng)程比特(tè)大，可達(da)1000:1，可測流(liu)速範圍(wéi)0.1m/s~60m/s,完全覆(fù)蓋-般工(gong)業廢氣(qi)及煤氣(qi)廠輸出(chu)總管中(zhōng)的流速(su)範圍。因(yin)而隻需(xu)在總管(guǎn)上裝一(yi)🏃台插入(ru)式熱式(shì)氣體質(zhì)量流量(liàng)計，就可(ke)滿足計(ji)量要求(qiu)。大大地(dì)節省了(le)投資,簡(jiǎn)化了系(xì)統結構(gou)，方便👈了(le)管理,提(tí)高了系(xi)統工作(zuò)的可靠(kào)性;
(4)儀表(biao)精度高(gāo)(+10%FS)，性能穩(wen)定(重複(fu)性士0.25%FS)，幾(ji)無壓力(lì)損失，對(dui)管道振(zhèn)🚩動不敏(min)感。
此外(wài)，熱式氣(qi)體質量(liàng)流量計(jì)靈敏度(du)高，尤其(qí)适合于(yú)大管🧡徑(jing)、低🔱流速(su)的流量(liàng)測量。且(qiě)在大管(guan)徑中使(shǐ)用，其🏃性(xing)能🌈價格(ge)🐕比更顯(xiǎn)優勢;防(fáng)爆、防護(hù)、抗腐蝕(shí)設計,又(yòu)使它能(néng)适應惡(è)劣🐆工況(kuàng)，危險場(chang)合⚽。
　　熱式(shì)氣體質(zhi)量流量(liàng)計作爲(wei)一種插(chā)入式流(liu)量計，由(you)🚶.上述插(cha)入式流(liu)量計的(de)測量公(gong)式可見(jiàn)該流量(liang)計同樣(yang)方❗便适(shì)用于✨方(fāng)形管道(dao)的氣體(tǐ)流量測(ce)量。環保(bǎo)管道一(yi)般🔅用圓(yuán)形，而空(kong)調的管(guǎn)道🙇‍♀️很多(duo)地方爲(wei)方形。孔(kǒng)闆等很(hen)多🌈儀表(biǎo)沒有測(ce)量方形(xíng)管道的(de)數據，若(ruò)使用插(cha)入式熱(re)式氣體(ti)質量流(liú)量計，不(bú)論圓♋形(xing)或是方(fāng)形管道(dao)均可通(tōng)過計算(suàn)獲得，這(zhe)也解決(jué)了低壓(ya)方形通(tong)風管道(dào)的🈲流量(liang)測量問(wèn)題。
4測點(diǎn)位置的(de)選擇
　　正(zheng)确選擇(ze)測點位(wei)置是減(jian)少測量(liang)誤差的(de)重要條(tiáo)件,測點(diǎn)位置🏃選(xuǎn)擇不當(dāng)，會增加(jiā)流量計(ji)的測量(liang)誤差，對(dui)于熱式(shì)氣體質(zhi)量流量(liàng)計，按相(xiàng)關資料(liao)小結，其(qí)測點位(wèi)置的選(xuǎn)擇應滿(man)足如下(xià)要求🈲:
(1) 盡(jìn)可能保(bǎo)證測點(dian)前後直(zhi)觀段的(de)長度，一(yi)般要求(qiu)前≥20D(D爲被(bèi)測管☔道(dào)内徑)，後(hòu)≥10D。管道内(nèi)的流場(chǎng)分布，隻(zhī)與管道(dao)系統有(you)關，因此(ci)，測點前(qián)後⛱️均應(ying)避開“擾(rao)動源”
(2)測(cè)點附近(jìn)無“二次(ci)流”，以避(bi)免擾亂(luàn)流場,測(cè)點附近(jin)應絕對(duì)避免✉️有(yǒu)“回流”情(qing)況，如有(you)，可移位(wei)安裝或(huò)安裝“止(zhǐ)回閥❓”如(ru)安裝止(zhi)回閥，應(yīng)确保測(cè)點後直(zhí)管段長(zhang)度210D。
(3)測點(diǎn)附近應(ying)避免被(bèi)測氣體(tǐ)組分(尤(yóu)其是含(han)水、含油(you)、含塵量(liàng)❄️)的起伏(fú)變化，盡(jìn)可能選(xuǎn)擇具有(you)“穩定流(liu)”的測量(liang)點。
(4)測點(diǎn)附近被(bèi)測氣體(tǐ)的流速(sù)應控制(zhi)在<60m/s.的範(fàn)圍内。10m/s~30m/s爲(wei)⭐經濟流(liú)速👌，推💚薦(jiàn)使用。易(yì)燃易爆(bào)氣體應(ying)控制在(zai)安全流(liu)速範圍(wéi)内。
5測點(diǎn)前後直(zhi)管段與(yǔ)測量精(jing)度
　　環保(bǎo)廢氣管(guan)道管徑(jìng)大，很多(duō)都無法(fa)保證直(zhí)管段的(de)要🥵求，那(nà)麽，測量(liang)精度會(huì)因爲直(zhí)管段的(de)減小而(ér)降低。如(ru)儀表廠(chǎng)的樣本(ben)注🔅明熱(rè)式質量(liang)流量計(jì)可達到(dào)土1%的精(jīng)度，直管(guǎn)段‼️是前(qian)/後爲20D/10D,如(rú)果🔞現場(chǎng)條⭕件不(bu)允許，無(wu)法選到(dào)滿足要(yao)求的測(cè)點時，精(jing)度會降(jiang)低。我們(men)建議其(qi)工程處(chu)理可以(yi)采用在(zai)允許誤(wù)差範🌈圍(wei)内适當(dang)減少直(zhi)管段的(de)方🌈案，參(can)考标準(zhun)孔闆直(zhí)管段減(jian)少與誤(wù)差增加(jia)的原則(ze)來估算(suan)。
　　熱式氣(qì)體質量(liang)流量計(jì)的直管(guǎn)段對誤(wù)差的影(ying)響沒有(yǒu)❤️權威🏃‍♂️的(de)數據，而(er)标準孔(kǒng)闆、噴嘴(zuǐ)、文丘裏(lǐ)等有數(shu)據。根據(jù)中華人(ren)民共和(he)國化工(gōng)行業标(biāo)準自控(kòng)安裝圖(tú)🌈冊HG/T21581-2010的資(zi)料整理(lǐ)🏃🏻‍♂️成表，供(gòng)大家參(can)考。環保(bao)I程目前(qián)因爲難(nan)測量，儀(yi)表價格(gé)貴，n很多(duō)地方☎️沒(mei)有測量(liang)，故我們(men)認㊙️爲适(shi)當增加(jiā)誤差(保(bao)證系統(tǒng)誤差在(zai)±1.5%~±2%之内)，選(xuǎn)用性價(jià)💘比高的(de)熱式質(zhi)量流量(liang)計還是(shì)可取的(de)。
 
　　當然我(wo)們希望(wang)有關方(fāng)面能做(zuo)一個測(cè)試數據(jù)，以使用(yòng)戶更放(fàng)心，亦可(ke)在很多(duo)行業推(tui)廣應用(yòng)。
6用戶訂(dìng)貨時要(yào)注意的(de)問題
　　如(ru)果熱式(shì)氣體質(zhì)量流量(liang)計的有(you)關樣本(běn)比較簡(jiǎn)單💘,用戶(hu)在選用(yòng)時還要(yao)向制造(zào)廠了解(jie)清楚下(xià)列問題(ti):
(1)傳感器(qi)中探頭(tóu)的插入(rù)深度與(yǔ)氣體管(guan)道的管(guǎn)徑有關(guān)，制㊙️造🈚廠(chang)有什麽(me)建議長(zhǎng)度(注:一(yī)般大管(guǎn)道要插(chā)入🧑🏽‍🤝‍🧑🏻到1/4管(guan)徑處，即(jí)平均流(liu)速點;小(xiǎo)管道要(yao)插入到(dao)管中心(xin))。
(2)傳感器(qi)的探頭(tou)插入深(shen)度是否(fou)可調整(zheng)，用戶現(xiàn)場如何(hé)調整⚽。
(3)由(you)于插入(rù)式氣體(ti)質量流(liu)量計探(tàn)頭的保(bǎo)護套用(yong)材較少(shǎo)，對強腐(fǔ)蝕介質(zhì)可選用(yong)高級耐(nai)腐蝕金(jīn)屬材料(liào)，比起其(qi)它流量(liàng)計價格(gé)升高較(jiào)少，以更(geng)好地發(fa)揮插入(ru)式氣體(ti)質量流(liú)量的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻應(ying)用優🚶勢(shì)。

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