低溫流體輸送過(guò)程中基于鉑電阻溫度傳感器測(cè)溫誤差建模與分析.pdf

1、低溫技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，從人們的日常生活到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，從醫(yī)療技術(shù)到科學(xué)研究，都離不開(kāi)低溫技術(shù)。低溫溫度測(cè)量是低溫技術(shù)研究的重要保障，低溫溫度測(cè)量時(shí)，各種漏熱如固體傳導(dǎo)熱、輻射傳熱及殘余氣體的導(dǎo)熱等會(huì)導(dǎo)致溫度傳感器所測(cè)的溫度與被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際溫度間存在一定的溫差，溫度參數(shù)的不準(zhǔn)確使得無(wú)法正確判斷低溫流體的實(shí)際狀態(tài)、低溫系統(tǒng)的工作性能等，因此分析低溫測(cè)量過(guò)程中影響測(cè)溫效率的因素，獲得精確的溫度參數(shù)對(duì)低溫系統(tǒng)的研究意義重大。
　　本文

2、對(duì)在低溫流體管路輸送系統(tǒng)中采用鉑電阻溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量過(guò)程中的傳熱模型進(jìn)行了研究，分析了不同因素對(duì)溫度測(cè)量的影響。研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)建立發(fā)泡絕熱和真空絕熱低溫管道下采用貼壁式和插入式鉑電阻溫度傳感器的測(cè)溫穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用了熱阻網(wǎng)絡(luò)分析各部分熱阻對(duì)于測(cè)溫精度的影響。定量分析了不同熱阻下測(cè)量溫度與流體真實(shí)溫度之間的偏差關(guān)系，結(jié)果表明:貼壁式和插入式鉑電阻傳感器所測(cè)點(diǎn)的溫度均與流體溫度存在誤差，不同的熱阻項(xiàng)會(huì)導(dǎo)致

3、傳感器測(cè)量溫度具有不同的變化趨勢(shì)以及溫差，溫差在0.1K至10K量級(jí)范圍內(nèi)變化。
　　(2)針對(duì)低溫流體輸送過(guò)程中溫度非穩(wěn)態(tài)變化過(guò)程，本文對(duì)兩種測(cè)溫模型建立了非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)學(xué)模型，定量分析了不同熱環(huán)境以及傳感器結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)非穩(wěn)態(tài)測(cè)溫的影響，研究表明:漏熱以及傳感器的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳感器的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)了幾十秒至幾百秒不等。
　　(3)以水平低溫流體輸送管道為研究對(duì)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論的比較，管道為充注液氮流體的預(yù)冷工況，通過(guò)PT100對(duì)不

4、同測(cè)點(diǎn)測(cè)量的溫度變化曲線和模擬計(jì)算進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明:當(dāng)液氮以410.5Kg/h質(zhì)量流量充注直徑DN100管道時(shí)，T1測(cè)點(diǎn)溫降曲線的流體狀態(tài)變化的分界點(diǎn)溫度大約為-112℃，在這點(diǎn)之前，管內(nèi)流體以單相氣態(tài)或者氣液兩相態(tài)流過(guò)PT100傳感器，此后則以單相液態(tài)流過(guò);T2測(cè)點(diǎn)流體狀態(tài)變化的分界點(diǎn)溫度大約為-139℃，最終管道末端上方和底部的溫度分別為-160.49℃、-194.64℃，管道末端處達(dá)到了氣液分層流狀態(tài)。當(dāng)液氮以615.8Kg