● 摘要
本文利用传热学和工程热力学的基本原理设计了分别针对微小质量流量(0.1kg/h-10kg/h)及大流量（200kg/h-2000kg/h）测量的热式质量流量计。本研究主要是针对微小质量流量的的直接测量设计了一种新型的热式质量流量计，该类流量计是基于传热原理检测流量的仪表，即根据流动中的流体与热源之间热量交换关系来直接测量流体质量流量的仪表。在研究过程中，加工了两种流量测量范围的热式质量流量计并对其测量效果进行理论分析；重点对测量微小质量流量的热式质量流量计进行标定以研究其测量特性。为实现对微小质量流量的精确测量，本设计关键在于如何避免热损失来提高温度测量的准确性，这依赖于流量计的结构设计。通过标准流量计来标定所设计热式质量流量计，在大量标定实验的基础上，发现了影响质量流量计测量精度的主要因素---热损失，据此在结构上进行改进，如等温壁的设计、减小接触面积及采用导热系数小的材料等措施以减小热传导损失，增加隔热罩以减小辐射热损失等；此外温度测量的位置也是重要的因素。结构改进过程中，围绕实验数据反映出的问题对流量计进行了不断的改进，共设计加工了五种结构的热式质量流量计，其中前三种结构由于存在明显的不足结构改动比较大，后两种结构是在Ⅲ型结构装配存在的问题上进行了细节上的改动；并对分别进行标定实验，最终得到了比较满意的结构形式，该流量计可以用于科研和生产实际。