音速喷嘴法检定涡轮流量计的不确定度分析与探讨

本文参照JJG1037-2008《涡轮流量计检定规程》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,使用音速喷嘴标准装置检定涡轮流量计,建立了涡轮流量计仪表系数的不确定度评定模型,并对其测量值的不确定度进行评定。     

喷嘴安装方式对喷嘴装置测量结果的影响

目前国内的音速喷嘴装置喷嘴安装方式包含两种,一种是管道式安装,一种是开放大空间(滞止容器)安装。本文旨在分析音速喷嘴两种安装方式对测量结果的影响。对音速喷嘴气体流量标准装置两种安装方式进行流量稳定性、重复性试验,选取DN25罗茨流量计和DN25涡轮流量计进行试验。对大量试验数据进行了分析,剔除重复性的影响,喷嘴前端直管段和开放大空间对仪表系数和流出系数的影响不超过0. 02%。     

涡轮流量计（气体）仪表系数测量结果的不确定度评定

本文就本所使用的不确定度U=0．3％k=2音速喷嘴法气体流量标准装置,JJG1037—2008（涡轮流量计检定规程》的要求,按照JJF1059《测量不确定度评定与表示》技术规范的要求,对气体涡轮流量计的仪表系数测量结果的不确定度进行评定。     

涡街流量计在音速喷嘴法气体流量标准装置检定的不确定度分析

我院采用的音速喷嘴法气体流量标准装置,由标准喷嘴系统、被检表管路系统、计算机测控系统、动力系统、辅助系统、系统应用软件等组成。实验以精度为1.0级,DN100的涡街流量计为被检表,分析涡街流量计在音速喷嘴气体流量标准装置检定的不确定度。     

基于HPPP法标准装置检定音速喷嘴的方法研究

研究了用高压活塞体积管法(High Pressure Piston Prover,HPPP)原级标准装置检定音速喷嘴的数学模型和流出系数的测量不确定度,通过对现有HPPP原级流量标准装置进行设计改造,用一台超声波流量计代替上游川气涡轮流量计,一套被检音速喷嘴管段代替下游传递涡轮流量计的方案,优化测得值的不确定度,实现用HPPP原级标准装置检定音速喷嘴的功能。     

音速喷嘴气体流量标准装置测量值的不确定度评定

依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》及JJG1037-2008《涡轮流量计》、JJG635-2005《气体容积式流量计》、JJG1030-2007《超声波流量计》检定规程评定了音速喷嘴气体流量标准装置的测量结果不确定度。建立了评定测量结果不确定度的数学模型,分别分析了各种流量计测量状态中的不确定度分量,并分别计算了合成不确定度和测量结果的扩展不确定度。     

正压法音速喷嘴气体流量标准装置的研究及应用

正压法音速喷嘴气体流量标准装置能通过改变流过被检流量计处气体压力的方式研究气体密度变化对流量计性能的影响.分析了音速喷嘴基本工作原理,重点对正压法音速喷嘴装置的气源和稳压系统的设计进行了研究,提出了装置架构方案,并通过实验验证了装置的可行性.该装置可应用于涡轮、涡街、叶轮、旋进旋涡等速度式流量计和腰轮、煤气表等容积式流量计的检定和研究工作.     

音速喷嘴法气体流量标准装置的测量不确定度分析

文章通过对音速喷嘴法气体流量标准装置校准流量计的测量不确定度分析,便于我们在实际工作中分析影响测量不确定度的主要因素,从而提高我们校准工作的可靠性。     

音速喷嘴法气体流量标准装置应用研究

正负压法音速喷嘴气体流量标准装置在国内外普遍用于检测气体流量计。该装置通过配套多个操作台位,组合采用多个音速喷嘴作为标准表的方式实现宽量程流量检测范围。考虑了温度、压力等影响因素,提高了检测的准确度。同时采用先进真空发生设备以保证特小流量检测的准确性。实验表明,该标准装置能满足各     

音速喷嘴气体流量标准装置测量不确定度评定

各种流量计从研制到使用，必须对其特性进行研究，对其标称的流量性能进行试验，并给出试验结果。这些试验研究工作都需要在流量标准装置上进行。因此，流量标准装置的不确定度直接关系到试验结果的水平，对其研究是非常必要的。用临界流文丘利喷嘴做为流量标准，用比较法原理对流量计进行检定和校准，音速喷嘴法气体流量标准装置可对各种气体流量计的检测和校准，并对其检定和校准结果的不确定度进行评定。     

新型家用燃气表校验装置浅析

阐述以音速喷嘴为标准表的新型家用燃气表校验装置的组成及工作原理,在大量试验的基础上,得出不同台位之间的差异,并将音速喷嘴式燃气表校验装置检测结果与钟罩式气体流量标准装置进行了比较,最后对装置测量不确定度进行粗略的评析。     

高压pVTt法气体流量标准装置不确定度实现及验证

介绍了中国计量科学研究院新建成的高压pVTt气体流量标准装置,该装置的不确定度为0.06%(k=2),音速喷嘴的流出系数不确定度为0.08%(k=2)。以3支音速喷嘴作为传递标准,对新建高压pVTt标准装置与原有pVTt装置及德国物理技术研究院的气体流量装置进行了比对,比对结果显示了实验装置间具有很好的一致性,并验证了装置的不确定度水平。     

音速喷嘴气体流量标准装置应用的试验研究

依据音速喷嘴独特的临界流状态测量原理,通过试验数据分析,阐述温度、压力的波动对流量测量的影响趋势和影响程度;同时,空气湿度的存在造成通过音速喷嘴的实际流量较相同条件下干空气的流量小,且其影响随着湿度的增加而增加,用作传递标准时必须进行湿度修正才能保证测量准确度;通过气体状态方程的理论推导,表明通过音速喷嘴的体积流量与被检流量计的体积流量状态一致。最后,对音速喷嘴流量标准装置的设计和使用提出了相关的技术建议。     

微小音速喷嘴临界背压比测试装置

音速喷嘴工作时的背压比小于临界背压比是实现并保持临界流的关键。现行国际标准建议,对于喉部雷诺数Red小于2×10⁵的音速喷嘴,需保持0.25的临界背压比或进行临界背压比的实际测量。基于此,建立了一套微小音速喷嘴临界背压比测试装置,该装置能够实现喉径为0.3~3mm,流量范围为0.05~5m³/h音速喷嘴临界背压比的测量,测量结果的扩展不确定度为0.56%(k=2)。     

The influence of nozzle geometry on powder flow behaviors in directed energy deposition additive manufacturing

To show the relationship between the nozzles and the powder flows, computational fluid dynamics and discrete element methods were used to simulate the interactions between the powder particles and the gas flows. Experiment was carried out for the validations. Then, laser irradiation rate (LIR) and powder aggregation degree (PAD) were defined to evaluate the influences of the nozzle geometries on the powder flow behaviors in DED. Results indicate that the divergence angle of the powder stream can be obviously affected by the changes of nozzles. The divergence angle can be increased from 15° with three-jet nozzle to 17° with four-jet nozzle. But at the same work conditions, the divergence angle with annular nozzles is only 8°. The powder mass concentration (PMC), LIR and PAD can be further used for the determination of the stand-off distance in DED. The determined stand-off distance of the annular coaxial nozzle is larger than the three-jet and four-jet nozzles. The PMC is increased by 66.7% in DED with annular coaxial nozzle in comparison with the three-jet and four-jet nozzles. The defined parameters of PMC, LIR and PAD can be used for the systematic determination of stand-off distance for better controlling of DED.     

The influence of cavitation on the flow characteristics of liquid nitrogen through spray nozzles: A CFD study

Spray cooling with cryogen could achieve lower temperature level than refrigerant spray. The internal flow conditions within spray nozzles have crucial impacts on the mass flow rate, particle size, spray angle and spray penetration, thereby influencing the cooling performance. In this paper, CFD simulations based on mixture model are performed to study the cavitating flow of liquid nitrogen in spray nozzles. The cavitation model is verified using the experimental results of liquid nitrogen flow over hydrofoil. The numerical models of spray nozzle are validated against the experimental data of the mass flow rate of liquid nitrogen flow through different types of nozzles including the pressure swirl nozzle and the simple convergent nozzle. The numerical studies are performed under a wide range of pressure difference and inflow temperature, and the vapor volume fraction distribution, outlet vapor quality, mass flow rate and discharge coefficient are obtained. The results show that the outlet diameter, the pressure difference, and the inflow temperature significantly influence the mass flow rate of spray nozzles. The increase of the inflow temperature leads to higher saturation pressure, higher cavitation intensity, and more vapor at nozzle outlet, which can significantly reduce mass flow rate. While the discharge coefficient is mainly determined by the inflow temperature and has little dependence on the pressure difference and outlet diameter. Based on the numerical results, correlations of discharge coefficient are proposed for pressure swirl nozzle and simple convergent nozzles, respectively, and the deviation is less than 20% for 93% of data.     

The Area of Application of Laval Nozzles in Flow-Rate Measurement Technique

Using examples of their use in standard and working instruments for measuring mass flow rate and a variety of gas volume flow rates, it is shown that critical nozzles and, particularly the Laval nozzle, can occupy an important place in the system of metrological facilities for this form of measurement.__________Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 4, pp. 48–52, April, 2005.     

喷嘴式空气流量测量不确定度分析与评定

为了解可直接测量参数对喷嘴式空气流量测量结果准确性及可靠程度的影响,找出对测试结果影响较大的环节以进行提高测量准确度的改进,建立喷嘴式空气流量测量数学模型,分别对测试喷嘴处空气比容和测试喷嘴前后气体静压差引入的不确定度进行分析,对喷嘴式空气流量测量进行合成标准不确定度评定和扩展不确定度评定。结果表明：测试空气质量流量为0．119kg／s时,合成标准不确定度为2．396×10kg／s,扩展不确定度为1．433×10^-3kg／s,测试相对误差为1．20％,其中测试喷嘴前后气体静压差引入的不确定度较大,提出选用量程为0～500Pa的差压变送器较为适宜。     

音速喷嘴喉径对边界层过渡影响研究

滞止压力0.1 ～2.5 MPa下,喉径1.921 ～12.444 mm范围内,21支音速喷嘴的518组流出系数测量结果表明:滞止压力对同一块音速喷嘴流出系数的影响可超过2.3％;2.721 mm音速喷嘴边界层的过渡出现在雷诺数0.48×106;喉径12.444 mm音速喷嘴的边界层过渡出现在雷诺数0.94 ×106,音速喷嘴边界层过渡雷诺数与喉径直接相关.基于测试结果,提出了流出系数与雷诺数之间的经验公式,该公式对流出系数预测偏差小于0.3％.此外,得到边界层过渡雷诺数与音速喷嘴喉径之间的经验公式,该公式外延到日本NMIJ-2013实验工况,预测结果与实验结果具有很好的一致性.     

蒸发式冷凝器喷嘴流量均匀性数值研究

喷嘴出口流量均匀性对蒸发式冷凝器的换热效果有直接影响。本文用FLUENT软件对40种不同工况下喷淋系统内的水流情况进行数值模拟,并比较和研究影响喷嘴出口流量均匀性的主要因素。结果表明,结构对称可使各喷淋管的喷嘴出口流量分布基本相同;小直径喷嘴的出口流量均匀性良好;喷嘴直径较大时,随总喷淋量的增大,喷嘴出口流量的差异也增大;加装压力平衡管后,喷嘴出口流量均匀性会提高。