局部内热源热式传感器等效换热面积的影响.PDF

第 50 卷 第 5 期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vol. 50 No. 5 2017 年 5 月 Journal of Tianjin University (Science and Technology) May 2017 DOI:10.11784/tdxbz201606045 局部内热源热式传感器等效换热面积的影响 徐 英 1, 2 ，姚云飞 1, 2 ，张 涛 1, 2 ，袁 超 1, 2 (1. 天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072 ；2. 天津市过程检测与控制重点实验室，天津 300072) 摘 要 ：从等效换热面积影响角度深入研究流体横掠含局部内热源圆柱体的对流传热模型，将流体横掠圆柱体的传 热学理论分析与热式传感器流量测量方法相结合进行探讨．针对研究采用的双探头浸入式热式质量传感器原理样 机，分析流动稳定条件下测速探头与周围流体的热平衡关系，建立含局部内热源热式传感器的热平衡方程．同时对 含局部内热源的测速探头的换热面积进行理论分析，提出等效换热面积及等效换热面积系数的概念．等效换热面积 对流量测量影响的实验验证在天津大学可调压气体流量实验装置进行，实验管道内径 50,mm ，3 个实验压力分别为 0.6,MPa 、0.8,MPa 和 1.0,MPa ，气相流速范围为 7 ～19,m/s ，探头雷诺数范围为 6,436 ～28,499．借助 Churchill Bernstein 模型准则式，获得努塞尔数等相关量，计算等效换热 面积，根据等效换热面积的变化规律建立等效换热面 积法的数学模型．对运用等效换热面积法和固定换热面积法的计算结果加以比较，结果表明在实验的工况范围内， 考虑等效换热面积规律后，雷诺数或质量流量的平均误差从 65.86%,降到 3.96%,． 关键词 ：局部内热源；热式传感器；流体横掠圆柱体；等效换热面积 中图分类号：TH814 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2017)05-0483-08 Effect of Equivalent Heat Exchange Area on Thermal Sensor Containing Local Internal Heat Source Xu Ying1, 2 ，Yao Yunfei1, 2 ，Zhang Tao1, 2 ，Yuan Chao1, 2 (1．School of Electrical and Information Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ； 2．Tianjin Key Laboratory of Process Measurement and Control ，Tianjin 300072 ，China) Abstract ：Considering the effect of equivalent heat exchange area ，the model of heat transfer of cross-flow over cyl- inder containing local internal heat source was deeply studied．Analysis of heat exchange theory on cros