Математичне моделювання термоанемометричного витратоміра для вимірювання витрати автомобільного дизельного палива з індукційним нагрівальним контуром

Abstract

Проведено математичне моделювання індукційного нагрівального елемента (ІНЕ) в основі термоанемометричного витратоміра (ТАВ) для вимірювання витрати дизельного палива (ДП). На витрату ДП впливає багато факторів, що може відобразитися на точності ТАВ, а саме: температура палива, домішки і його в’язкість. Нагрівальний елемент у вигляді тенів, який раніше досліджувався у публікації [1], є контактним у середовищі палива, що збільшує ризик займання палива під час проходження через нього великого струму. В індукційному ТАВ нагрів регулюється шляхом його циклічного включення і виключення. Сам процес нагрівання ДП у ТАВ заснований на генерації індукованих електричних струмів всередині трубопроводу, що сприяє високій ефективності, оскільки тепло генерується лише там, де це необхідно, і головне – не контактує з займистою речовиною, такою як ДП. Цьому процесу допомагають датчики температури (термопара), що входять в систему управління. Для цього встановлюється підібраний температурний режим для ДП і ТАВ: після нагріву теплоносія до певної температури автоматично вимикається, а після охолодження знову вмикається. За рядом критеріїв, таких як матеріал ТАВ з індукційним нагрівачем, довжина, діаметр і товщина стінок трубопроводу ТАВ, швидкісні режими подачі палива, математично змодельовано кількість енергії з відповідною частотою напруги, що подається на два індукційні нагрівальні елементи, для підтримки постійної різниці температур залежно від об’ємної витрати палива Q. За даними змодельованих параметрів залежності напруги (вихідний сигнал витратоміра) та кількісної витрати палива через ТАВ визначено, що рівень вихідного сигналу достатній для проведення вимірювань витрати палива в широкому діапазоні значень.