局部内热源热式传感器等效换热面积的影响

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%,.