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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
主營產品： kubler庫伯勒編碼器，kubler旋轉編碼器，HYDAC壓力傳感器，EGE傳感器，力士樂比例閥 |
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2019-8-27 閱讀(1094)
alicat帶您了解基于壓差的層流測量
Alicat質量流量??儀器的工作原理是基于壓差的層流測量。我們的流量計和流量控制器是多參數(shù)（多變量）儀器，還顯示我們用于確定體積流量和質量流量的壓力和溫度數(shù)據(jù)。
Poiseuille的層流測量方程
內部補償層流（ICL）單元中流量測量的一種方法是基于Poiseuille方程的物理特性。首先，創(chuàng)建內部限制。這種限制被稱為層流元件（LFE）。LFE迫使氣體分子沿著通道的長度以平行路徑移動，幾乎消除了流動湍流。在層流區(qū)域內測量壓差。
Poiseuille方程量化了壓降與層流體積流量之間的關系，如下：
Q =（P 1 -P 2）πR 4 /8ηL
哪里：
Q =體積流量
P 1 =入口處的靜壓
P 2 =出口處的靜壓
r =限制的液壓半徑
η=流體的粘度
L =限制的長度
由于π，r和L對于給定的LFE是恒定的，因此該等式可以重寫為：
Q = K（ΔP）/η
在該等式中，K是由限制的幾何形狀確定的常數(shù)因子。它以更簡單的形式顯示了體積流速（Q），壓差（ΔP）和粘度（η）之間的線性關系。
氣體溫度的變化會影響氣體的粘度。這需要溫度測量來確定η的值。對于大多數(shù)基于壓差的裝置，這通過手動參考指示在給定溫度下氣體的粘度特性的圖表來完成。在Alicat中，通過使用離散溫度傳感器和微處理器連續(xù)執(zhí)行該參考。
質量流量測量
此時，僅確定了體積流量。對于層流裝置來解決熱流儀器的范圍限制，必須進行額外的測量以確定氣體的實際質量流速。體積流量與質量流量之間的關系是：
質量=體積*密度校正因子
理想的氣體定律向我們表明，氣體的密度受其溫度和壓力的影響。使用理想氣體定律，溫度對密度（恒定壓力）的影響是：
ρ 一個 /ρ 小號 = T 小號 / T 一
哪里：
ρ 一個 =密度在流動條件
? 一個 =溫度（°K）在流動條件以開爾文
ρ 小號在標準條件下（STP）=密度
? 小號在標準條件下（STP）以開爾文=溫度（°K）
（° K =°C +273.15）
同樣，壓力對密度（恒溫）的影響是：
ρ 一個 /ρ 小號 = P 一 / P 小號
哪里：
ρ 一個 =密度在流動條件
P 一個在流動條件=壓力
ρ 小號 =密度在標準條件下（STP）
P 小號 =在標準條件下的壓力（STP）
因此，為了確定質量流量（M），必須對體積流量（Q）應用兩個校正因子：溫度和壓力對密度的影響。轉換為質量流量可以一起寫成：
M = Q（T s / T a）（P a / P s）
在Alicat質量流量??計中，離散的壓力傳感器放置在流動的層流區(qū)域中。該信息被發(fā)送到微處理器并與來自離散溫度傳感器的數(shù)據(jù)組合以進行適當?shù)挠嬎阋源_定質量流量。
標準溫度和壓力（STP）
執(zhí)行質量流量計算需要參考一組標準溫度和壓力條件（STP），如變量T s和P s所示。STP通常在海平面條件下定義，但該慣例不存在單一標準。常見STP參考條件的示例包括：
0°C和1013 mbar
25°C和14.696 psia
0°C和760 torr或mmHg
值得注意的是，盡管質量的典型單位以克或千克每單位時間表示（通常稱為“真實質量流量”），但質量流量表示為標準體積流量已成為標準。例子包括slm / slpm（標準升/分鐘），sccm（標準立方厘米每分鐘）和scfh（標準立方英尺/小時）。通過了解設備的STP設置和該STP處的特定氣體的密度，可以確定以克/分鐘，千克/小時等為單位的流速，如以下示例所示。
鑒于：
氣體=氦氣
M = 250 SCCM
STP = 25°C和14.696 PSIA
氣體密度= 0.166克/升
真實質量流量= M *氣體密度STP
真實質量流量=（250 SCCM）（1升/ 1000 CC）（0.1636克/升）
真實質量流量= 0.0409克/分鐘氦氣
