多功能动态模拟实验设计

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1、目录1.工程背景：22.温度测量32.1检测方法设计32.1.1热电阻温度计测进出口温度和水浴温度32.1.2热电偶温度计测管壁温度32.2设计依据32.3仪表种类选用32.3.1热电阻温度计选用铠装铂电阻温度计32.3.2热电偶温度计选用热套式热电偶温度计42.4选用依据42.5测量注意事项42.6误差分析53.水位测量53.1检测方法设计：磁浮子液位计测水位53.2设计依据53.3仪表种类选用：UHC系列磁性浮子式液位计63.4选用依据63.5测量注意事项73.6误差分析74.流量测量74.1检测方法设计74.2设计依据84.3仪表种类选用：LUGB型

2、涡街流量计94.4选用依据94.5测量注意事项94.6误差分析95.差压测量95.1检测方法设计：用电容式差压传感器测差压95.2设计依据105.3仪表种类选用：WS1151系列电容式压力/差压变送器105.4选用依据105.5测量注意事项105.6误差分析116.参考文献12多功能动态模拟实验设计1.工程背景：换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热

3、系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。如图1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。图1多功能动态模拟实验装置外形图本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成

4、两套独立的实验系统。可以做平行样实验和对比实验。为获取水处理药剂的效果、强化换热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。1-恒温槽体；2-试验管段；3-试验管入口压力；4-管段出口温度测点；5-管壁温度测点；6-管段出口温度测点；7-试验管出口压力；8-流量测量；9-集水箱；10-循环水泵；11-补水箱；12-电加热管图2实验装置流程图2.温度测量2.1检测方法设计2.1.1热电阻温度计测进出口温度和水浴温度针对实验管内的流体温度在20~80℃之间，属于低温范围温度测量。另外实验管道

5、的管径较小，为Φ25mm，不宜采用体积较大的测温仪表。考虑这些实际情况，采用热电阻的温度测量方法更为合理。电阻温度计是利用金属导体或金属氧化物半导体做测温质，利用导体或半导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。2.1.2热电偶温度计测管壁温度热电偶温度计由三部分组成：1.热电偶（感温元件）；2.测量仪表；3.连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线及铜线）。它是有两种不同材料的导体A和B焊接而成，焊接的一端插入被测介质中，感受被测温度，称为工作端或热端，另一端与导线相连，称为冷端或自由端。两种不同成分的导体两端经焊接、形成回路，直接测温端叫测量

6、端，接线端子端叫参比端。当测量端和参比端存在温差时，就会在回路地产生热电流，接上显示仪表，仪表上就批示出热电偶所产生的热电流，接上显示仪表，仪表上就批示同热电偶所产生的热电动势的温度值。2.2设计依据实验管流体进、出口温度，管壁温度和水浴温度大约控制在℃之间，属于低温测量，所以只需采用简单的接触式温度计即可。实验中，我们还需得到精度较高的温度值并将其转换为电信号输出，低温测量时热电阻温度计精度比热电偶温度计要高。所以综合考虑选择热电阻温度计较好。对于测量管壁温度，由于热电阻温度计不好安装，所以选用热电偶温度计。2.3仪表种类选用2.3.1热电阻温度计选用铠

7、装铂电阻温度计铠装式铂电阻温度计通常由铠装铂热电阻感温元件、安装固定装置和接线装置等主要部件组成。图3铠装铂电阻测量端结构形式2.3.2热电偶温度计选用热套式热电偶温度计适合于蒸汽管道、锅炉及其他对温度、压力、流速有所要求的场所。主要用于测量电站蒸汽管道及锅炉温度.结构采用热套保护管与电偶可分离方式,使用时,用户可将热套焊接或机械固定在设备上,然后装上电偶就可工作。图4热套式热电偶2.4选用依据2.4.1铠装铂电阻作为一种温度传感器，它比装配式铂电阻直径小，易弯曲，适宜安装在管道狭窄和要求快速反应、微型化等特殊场合。其可对-200~600℃温度范围内的气体

8、、液体介质和固体表面进行自动检测，并且可直接用铜导线和二次仪表相连