探讨制约气体流量标准装置流量范围的因素

本文介绍了计量检测中心临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置采用比较法开展气体流量计的检定和校准工作中出现的问题,并对影响装置流量范围的问题因素进行了分析。     

临界喷嘴在管道中应用的一个问题

本刊向读者推荐此文,是从理论上给出了临界喷嘴(音速喷嘴)在管道中应用时,直径比对流量系数影响的修正公式。临界喷嘴近年来在气体流量测量中已成为一个重要的工具,它在管道中应用时,其流量系数和直径比的关系,我们认为是一个值得注意的问题。欢迎广大科技工作者来稿阐述在实际工作中是如何解决此问题的。     

可调式临界流文丘里喷嘴实现方式探究

对喷嘴临界流量的新型调节方式进行探究。通过比较分析各种调节方式优劣,对两种新型的可调临界流文丘里啧嘴结构——连续型临界流文丘里喷嘴与台阶型临界流文丘里喷嘴进行深入分析,并总结其适用条件与特点。连续型喷嘴可以实现无极调节,适用性强,但重复性较低;台阶型喷嘴重复性好,允许一定的定位误差,但不能实现无极调节。     

临界流文丘里喷嘴法检定气体流量计的应用与研究

本文介绍了应用临界流文丘里喷嘴建立气体流量检定标准的研制过程,提出了采用负压式建立起临界流的系统,分析了原理、系统构成、自动控制、软件功能以及对装置重复性、准确性的验证,阐述了对分流旋翼式蒸汽流量计检定的处理。     

水射流喷嘴增强气力提升性能的实验研究

在钻孔水力开采过程中,井底对岩屑产生的压持效应易导致气力提升系统输送能力减弱。为此,采用与实际作业相近的槽内供砂方式并引入水射流喷嘴研究其影响系统性能曲线及临界工况点的机理及规律。结果表明:水射流喷嘴数量N=3时就可消除槽底压持效应,起到大幅提高颗粒质量流量与提升效率之目的,之后则随其增加又对气力提升性能影响甚微。水射流喷嘴分布的非均匀性过高与过低均不利于增强气力提升性能。此外,水射流喷嘴在气举头埋入砂层(即气举头底部至砂床表层距离H0)后可显著提高颗粒质量流量与提升效率。临界输砂研究结果表明,水射流喷嘴未影响排水时的临界气量值Q_G,L,但却导致输砂临界气量值Q_G,S及与之对应的临界水流表观速度J_L,c_(ri)因压持效应得到解除而大幅减弱,而后则随N增加仅微量减小。实测值J_L,c_(ri)在H=0与理论模型中临界水流速度的计算值u_(Lcri)极为接近,但随H加大两者差异升高。     

低雷诺数音速喷嘴临界背压比的实验研究

音速喷嘴是气体流量标准装置中最常用的标准流量计,喷嘴临界背压比直接关系到装置的准确度,喉部雷诺数低于2×105的喷嘴需要进行临界背压比测试。建立了一套基于喷嘴串联方法的临界背压比测试系统,将不易准确测量的质量流量转换为较易准确测量的压力,实现了临界背压比的准确高效测量。研究表明,低喉部雷诺数喷嘴临界背压比小于其设计值,且喉部雷诺数越小,临界背压比越低;另外可能出现一种"非临界状态提前"现象,引起临界背压比的进一步降低,且降低程度与喷嘴加工水平有关,更加说明了临界背压比测试的必要性。     

湿度测量技术与湿度传感器的发展趋势 ——5~(th)IMCS评析

通过对第五届国际化学传感器会议的分析,作者认为,发展专用湿度传感器,例如高温、高湿环境测湿用的湿度传感器以及检测固体表面凝聚水量、检测微区空间气相湿度的测湿技术和湿度传感器等,乃是当前湿度传感器和测湿技术深入发展的主要标志之一。文章对SAW固体电介质（氧离子导体、氢离子导体）、聚合物电阻型以及微型si空气桥热力学式等四类湿度传感器技术与国际先进水平作了一些比对,并对与国际先进水平的差距及其学术上的原因作了某些分析。     

微乳化生物质燃油在喷嘴内部的空化流动特性

运用混合均相流模型加完全空化模型对微乳化生物质燃油在喷嘴内部的空化流动特性进行数值模拟研究,并结合WINKLHOFER的试验验证所选模型的合理性.研究尖角入口和圆角入口两种喷嘴反应入口形状对微乳化生物质燃油在喷嘴内部空化流动特性的影响,同时将结果与0号柴油进行对比.引入量纲一参数雷诺数(Re),空化参数(K),韦伯数(We),流量系数(Cd)等分析喷嘴的内部流动特性.结果表明,空化发生后,燃油的出流质量流量,量纲一参数的变化规律和出口截面的速度分布均与空化前不同;相比于柴油,微乳化生物质燃油开始空化和达到超空化需要较高的喷射压力;喷嘴入口圆角的存在削弱了空化,不利于出口燃油的喷雾.此外,所选模型预测的结果也与Nurick理论关系式吻合较好.     

温度测量技术与温度传感器的发展趋势：——5^IMCS评析

通过对第五届国际化学传感器会议的分析，作者认为，发展专用湿度传感器，例如高温、高湿环境测湿用的湿度传感器以及检测固体表面凝聚水量、检测微区空间气相湿度的测湿技术和湿度传感器等，乃是当前湿度传感器和测湿技术深入发展的主要标志之一。文章对ＳＡＷ固体电介质（氧离子导体、氢离子导体）、聚合物电阻型以及微型ｓｉ空气桥热力学式等四类湿度传感器技术与国际先进水平作了一些比对，并对与国际先进水平的差距及其学术上的     

基于单片机的多点湿度检测系统设计

湿度的测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。湿度检测系统利用单片机AT89C51的控制与处理技术,采用测量湿度在0％～100％RH之间的集成型恒流测湿元件HS1101,实现多地点的湿．度实时检测和显示功能。     

舱外服大循环量引射器优化设计与实验研究

为进一步提高舱外航天服供氧通风能力,对其引射器进行优化设计。采用一维气体动力学模型建立喷嘴控制方程;根据实验结果确定喷嘴等熵效率,设计缩放喷嘴;采用3D打印技术加工不同结构的引射器;利用氮气进行常压引射实验,研究挡板位置、喷嘴类型与喷嘴出口位置(Nozzle Exit Position,NXP)等结构参数对混合流量的影响,寻找最优的引射器结构。研究表明:挡板位置对引射器混合流量的影响与喷嘴类型相耦合。前移挡板,亚音速引射器混合流量可提高56.90%以上,而超音速引射器则降低12.08%以上。将渐缩喷嘴换为缩放喷嘴,混合流量可以提高1.81倍以上;对于挡板前移的亚音速引射器,则可提高36.90%以上。所有亚音速引射器均无法满足当前性能要求。然而,对于超音速引射器,对于所有的NXP,在典型工况下引射器循环量均可满足要求;存在最优的NXP使得混合流量最大。NXP为6 mm时,超音速引射器混合流量最大,为144.83 L/min(工作流绝对压力为0.503 MPa);在全工况下(工作流表压为0.30～0.55 MPa),混合流量可至少提高1.59倍。设计的最优引射器测试结果均满足性能要求。     

非结构参数对高压扇形喷嘴射流性能的影响研究

扇形喷嘴作为高压清洗的关键部件,非结构参数对其射流特性有着重要的影响。运用Creo对喷嘴及外流场进行三维模型的建立,依据流体力学和有限元理论,使用FLUENT对射流过程进行模拟,对比理论和仿真数据以验证模型的正确性;再对入口压力(4～12 MPa)、靶距(40～120 mm)和倾斜角度(0～20°)等3组非结构化参数进行仿真模拟。结果表明:在其他相关因素确定时,随着入口压力的增大,靶面打击力和流量增大,在不损伤靶面涂层的前提下选择较大入口压力有利于提高清洗效果;随着靶距的增大,流量无明显变化,但靶面打击力先增大后减小,在100 mm时最大;倾斜角度增加,出现了靶面剪切力,有利于加快清洗速度,综合垂直力考虑倾斜角度选择10°。     

空气喷嘴的喷雾特性研究

对空气喷嘴进行了实验室测试,研究了空气喷嘴的单位打击力、线性打击力和有效覆盖宽度与喷雾距离的关系,噪声和空气流量与空气压力的关系,对选择合适的空气喷嘴有一定的指导作用.     

晶圆显影过程中喷嘴液滴运动的数值计算

集成电路制造过程中对晶圆显影工艺的均匀性有很高的要求,重点在于保证显影喷嘴出口—毛细管出流液滴的体积和滴落频率稳定。采用有限体积法对液滴的形成及脱落过程的纳维斯托克斯方程进行了求解,并对轴对称毛细管模型进行了结构化网格的划分,通过VOF(volume of fluid)模型针对液滴变化过程中的气液两相界面进行了追踪。分析了毛细管中流量逐渐加大对液滴低落频率及液滴体积的影响,并研究了在液体流速低于和高于临界流速的不同情况时不同的滴落过程。该研究有助于显影喷嘴设计过程中确定出口毛细管管径的大小、间距以及额定工作流量。     

基于Labview的气体流量计自动检定系统

以PC机、2700数据采集系统为主要硬件,以Labview为软件开发平台,构建了气体流量计自动检定系统.操作者输入参数,计算机根据流量大小自动调节薄膜阀、自动打开相应的喷嘴开关或手动控制喷嘴开关,等待流量稳定后,定时采集音速喷嘴前后压力、温度等值,计算出被校表所测流量值、标准流量值,二者比较得出被校表的流量系数.实现自动/手动控制喷嘴开关、可视化的操作界面、打印证书及报警等功能.     

基于超声波的空气湿度检测方法与分析

设计一个超声波测湿的实验系统,对400kHz超声波在潮湿空气介质中传播36mm距离的衰减情况进行了测量,将空气湿度、温度和衰减后信号有效值电压等数据统计于表中,并对该表中数据进行分析和曲线拟合,从而得出了30℃恒温环境下空气湿度与衰减后信号有效值电压的关系式。利用该关系式,将实验系统与数字温湿度传感器SHT10进行了相对湿度测量对比。结果表明:超声波不仅可以用于测量空气湿度,而且还能够克服传统湿度传感器普遍存在的吸湿、脱湿及滞湿等问题,因此超声波测湿具有很好的应用前景。     

电子式温度补偿膜式燃气表计量性能测试

电子式温度补偿膜式燃气表不改变原来膜片正常计量方式,仅仅通过数据修正转换,较好地实现标准温度下的气体体积计量,但由于其显示分辨力过低,导致测试准确性很差,影响该产品的市场推广。该文在不改变燃气表结构的基础上,提出一种用户模式与检测模式的解决方法,两种电路分别对应这两种模式下的显示方案,通过按键控制电路,达到切换具体模式的目的。用户模式下显示分辨力为10 L,满足平时贸易结算的需求;在检测模式下达到0.01 L,符合检测时的准确度要求。以音速喷嘴作为测试标准器,采用图像摄像采样方式读取温补表的标准温度下的体积读数,利用流过音速喷嘴的气体达到临界流状态时,流过喷嘴的气体质量流量保持不变的原理,获得标准温度下的实际体积值。在不改进测试装置的前提下,对温补表进行-20℃温度下的示值误差测试,测试结果重复精度0.11%,缩短检测时间96%。     

有限厚度闸片制动器热弹性不稳定性研究

在Lee研究的热弹性模型基础上,考虑了制动闸片厚度对热点产生的影响;确定了瞬态热传导方程和热弹性平衡微分方程的边界条件,得到了系统发生热弹性不稳定的临界速度表达式.计算结果表明:系统存在着临界扰动频率;系统的扰动指数增长率随速度近似呈线性变化;扰动在低导热系数的闸片材料内速度几乎为0;不同的扰动频率对临界速度和扰动指数增长率均有影响.     

齿轮试验台多路变压力分油装置压力和流量仿真分析

根据齿轮驱动风扇构型的航空发动机试验时风扇驱动齿轮箱试验件各滑油喷嘴精确供油要求,在液压加载式功率流封闭齿轮试验台供油路上加装了一个可以多路变压力分油的分油装置,分油装置内腔设计多条油路支路,在支路上安装有节流元件,通过调节节流内孔孔径和长度控制节流元件压降,向试验齿轮箱各滑油喷嘴提供多路不同压力的滑油,使得试验齿轮箱滑油喷嘴流量和流速精确达到试验要求。采用Flowmaster软件对试验台滑油供油系统进行了一维稳态仿真分析,分析了节流元件内孔长度和孔径对试验齿轮箱滑油喷嘴流量和流速的影响作用。结果表明:节流内孔孔径对节流元件压降的影响远大于节流内孔长度对节流元件压降的影响,特别是当节流内孔孔径在1 mm至3 mm之间时,节流元件对滑油供油流路压力具有明显的调节作用。     

发动机喷嘴内部空化初生的数值模拟研究

采用全空化模型研究了具有不同物性（黏性、饱和蒸汽压和表面张力）的流体在不同几何形状（入口圆角半径和长径比）喷嘴中的空化现象,用临界空化压力和临界空化数对不同条件下空化的初生进行了分析与表征。结果表明：流体的黏性越大,饱和蒸汽压越小,空化初生的临界压力就越大,而表面张力对临界空化压力没有影响;在入口圆角半径较大和喷嘴长径比较大的喷嘴中,临界空化压力较大,在流体黏性和喷嘴几何形状相同的情况下,虽然临界空化压力会随着流体饱和蒸汽压的变化而变化,但临界空化数基本保持不变;由于喷嘴几何形状的改变造成了流体方向的变化和流体与孔壁之间摩擦损耗的变化,而流体物性的变化影响了流体内部的连续性,因此,喷嘴几何形状和流体物性是影响临界空化压力和临界空化数变化的关键因素。