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混合气体对热式质量流量计的测量有什么影响?

更新时间:2024-01-17点击次数:589
  热式质量流量计是一种使用热工原理测量流体质量流量的仪器。它通过改变流体供热介质的温度和反馈装置来测量流体的物质的质量流量,并且可以在范围内波动的很小。热式质量流量计可以用于测量气体、液体或者两者的混合物的质量流量,也可以用于测量温度超过100摄氏度的高温流体的质量流量。
 

 

  混合气体组分对热式质量流量计的测量误差影响
 
  1、混合气体组分变化对质量流量测量误差的计算分析:
  热式质量流量计的测量结果依赖于被测气体的物性参数———动力粘度μ、导热系数λ、定压比热容Cp,而不同气体的物性参数具有显著差异,表1中列举了几种气体在常压、20℃条件下的物性参数。
  对于单一气体而言,直接采用其物性参数即可,不会对热式流量测量带来影响,但是对于混合气体而言,当气体的组分产生变化时,必然会对质量流量的测量产生误差,即:
  混合气体的组分变化或者组分设定不准确会造成混合气体的动力粘度μ、导热系数λ、定压比热容Cp产生误差,进而会影响物性参数Pm,产生Pm的误差,非常终根据公式会对质量流量产生误差。
  首先分析物性参数Pm的误差对质量流量G误差影响。质量流量误差σG根据公式,结合函数误差传递理论计算得出
 
  2、混合气体各物性参数计算方法的分析与选择:
  混合气体的动力粘度μ、导热系数λ、定压比热容Cp分别有各自的多种计算方法。本文对其多种计算方法进行了分析和选择,为热式质量流量计在应用上计算混合气体物性参数提供了一定的参考。
  ①混合气体动力粘度的计算方法
  计算混合气体动力粘度的方法有很多种,应用比较广泛的为Wilke法。该方法的可靠性已经被大量的计算证明,应卫勇等人在研究含氨混合气体时应用了Wilke法计算了混合气体粘度,王利恒等组分补偿方法的研究中也用此方法计算了混合气体的粘度,除此之外在文献中介绍Wilke法比较了17组双组分混合气体的数据,与实验值的平均误差<1%。
  ②混合气体导热系数的计算方法:
  迄今为止,提出了许多混合气体导热系数的计算公式,主要分为Wassiljewa方程法和经验式法。相比于经验式法,Wassiljewa方程法具有物理原理作为支撑,计算不依赖于经验系数,应用更广泛。
  ③混合气体定压比热容的计算方法:
  混合气体定压比热容的计算方法较为统一,在理论上和实际应用上都采用单一气体的定压比热容与各组分气体的摩尔分数计算
 
  3、混合气体组分变化对质量流量测量误差的实例分析:
  结合以上对混合气体物性参数的计算方法,分析组分变化对典型混合气体—空气进行质量流量测量误差的影响。
  空气可以认为是79%的N2和21%的O2组成的混合气体。将空气的组分设定修改为78%N2+22%O2、74%N2+26%O2和69%N2+31%O2,即组分变化分别为1%、5%和10%,分析其对质量流量的影响。
  计算的工况条件为20℃、常压,混合气体的质量流量G=1000kg/h,可计算出其组分设定不同对质量流量的误差影响。
  从上述分析计算可知,混合气体的组分改变,会直接影响混合气体的物性参数Pm,进而影响质量流量产生误差。

 

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