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)。     

音速喷嘴临界流状态过渡的CFD分析

音速喷嘴是最常用的气体标准流量计之一,结构简单,准确度高,但其内部流动却较为复杂.利用CFD工具模拟了喷嘴内部的流场及温压分布,分析了喷嘴临界流状态前后的流动变化,为喷嘴的使用者提供一些理论参考.临界背压比是音速喷嘴应用过程中的一个重要参数,临界背压比的测量通常可以用标准流量计和喷嘴串联这两种方法,利用数值结果对两种方法进行了初步的分析比较.     

扩散角对音速喷嘴临界背压比影响研究

对符合ISO 9300要求，具有扩散角2.5°、4°、6°，喉径为5mm和10mm的6个音速喷嘴的临界背压比进行了测量，发现扩散角对临界背压比有明显影响，且影响随音速喷嘴喉径的减小而增加。采用数值模拟方法对实验结果分析表明，不同扩散角带来的音速喷嘴扩散段激波位置的差异导致了音速喷嘴临界背压比的不同。     

燃气表检定装置背压比试验分析

文章通过试验、分析,得到结论：通过音速喷嘴式燃气表检定装置在喷嘴不同使用情况下的背压比试验,得到的实际临界背压比0.35小于喷嘴安装前的0.44,所测得燃气表的示值误差也更真实准确。表明喷嘴安装后,可由喷嘴所在具体装置通过试验获得临界背压比,并调整抽风机的工作压力,合理降低实际背压比,提高装置的测量准确度。     

音速喷嘴下游管路内流场数值模拟及对流出系数的影响

通过理论分析和建立数学模型,采用CFD软件,分别对喉径为10 mm和0.96 mm两种音速喷嘴及下游管路内的流场进行了数值模拟;对流出系数的模拟值、经验值和实际值进行了比较,三者的值较为吻合.模拟结果还发现,气体静压在喷嘴出口处波动比较剧烈;临界背压比随着下游管路长度的改变而有所变化;当背压比小于一定数值时,管路内的静压力将出现波动.     

音速喷嘴一元流动模型详解及其激波计算

针对文丘里音速喷嘴,阐述了如临界背压比等概念,指出了ISO 9300中背压比定义存在容易造成歧义的缺陷。然后基于一元等熵流动理论,从数学上证明了：当文丘里喷嘴喉部压力与上游滞止压力之比达到临界压比时,喉部产生音速,通过喷嘴的质量流量达到最大值;推导了实际条件下喷嘴的流量公式,导出的流量公式相较于ISO 9300给出的相应公式,增加了喉部状态参数下的压缩性系数修正项■。最后从气体动力学基本方程出发,讨论了在较大背压比范围内,喷嘴扩散段中产生激波的机理,给出了激波产生的位置、激波前、后的压力和马赫数的一元流动计算模型,并运用数值模拟方法对计算结果进行了验证,同时还与Craig A的实验数据作了对比。对最小出口压比对比的结果显示,一元流动模型与实验数据的最大误差≤17%。     

临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比

一、临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比与临界压力比设临界流喷嘴的进口压力为p1、滞止压力为p0、喉部压力为p*、出口压力为p2。增大临界流喷嘴的滞止压力p0或减小临界流喷嘴的出口压力p2,即减小背压比(p2/p0),则流过临界流喷嘴的气体流量增加。当背压比减小到使临界流喷嘴达到临界压力比(p*/p0)c时,气体的流量达到最大,此时的背压比即为最大允许背压比,气体流速为当地声速。再继续降低背压比(p2/p0),流过临界流喷嘴的气体流速将保持不变。     

柱塞式校准器检定临界流喷嘴的实验研究

介绍了一种采用标准柱塞结构的临界流喷嘴校准器的原理和组成.根据临界流喷嘴的流量特性建立了检定数学模型,同时建立工作腔气体状态方程,并进行分析.对该校准器工作腔的压力和温度进行了大量实验研究,结果表明,工作腔内气体的压力和温度在检定过程中能够保持稳定,有益于提高检定的精度和效率.利用该校准器进行临界流喷嘴背压比试验,调节被测喷嘴背压比,检测其实际流量,得到与理论曲线相一致的流量特性曲线,从而为临界流喷嘴的特性研究提供了一个良好的手段.     

临界流喷嘴数值模拟研究初探

介绍了国内外有关CFD软件在喷嘴领域内的应用现状。使用Fluent软件对0.95~0.4背压比下,喉径分别为20mm、8mm和2mm喷嘴的流动进行了数值模拟计算。对临界压力比的模拟结果表明:在相同设计临界背压比下,计算得到的临界背压比较设计值低,且随着临界流喷嘴喉径的增加有缓慢地增加。此外,通过计算得到了各喉径下喷嘴流出系数,模拟与实验结果的差异保持在可接受的范围,且有相同的变化趋势。     

临界流喷嘴流道廓形对流出系数影响初探

研究低雷诺数临界流喷嘴流动特性.阐述了喷嘴的基本廓形和检测流量公式,对日本OVAL公司制造的喷嘴和国产喷嘴进行了入口段和出口扩散段形状的比对实验.实验结果表明:同一喷嘴,改变流向,流出系数也随即改变;圆弧入口的喷嘴的流出系数和临界背压比值,比锥形入口的喷嘴大;喷嘴喉径越小,这一特性越明显.实验结果对喷嘴设计与应用者具有一定的参考价值.     

气体流量标准装置的研制

介绍了音速喷嘴法和标准表法相结合的气体流量标准装置的原理、组成、主要技术措施以及特点等.通过控制管路机械加工影响量,控制温度、压力、湿度和数据采集系统各环节的不确定度,采用湿度在线补偿,音速喷嘴按实测最大背压比进行控制,以及采取一系列抗干扰措施等,使本装置的扩展不确定度达到了0.25%(k=2).     

基于质量守恒原理的临界流喷嘴动态检定方法研究

针对低雷诺数临界流喷嘴喉径小,几何测量困难,常用的负压式PVTt装置难以对喷嘴进行最大背压比试验等问题,设计了一种以步进电机为动力的主动活塞式气体流量校准器。依据流体力学质量守恒原理,提出按PcTt参数动态检定临界流喷嘴流出系数的方法,建立了数学模型。经比对验证,动态检定方法准确、可行,流出系数Cd的重复性达到(0.02~0.05)%。     

正压进气法钟罩检定音速喷嘴的研究

以钟罩式气体流量标准装置基准,采用正压进气法,对三只不同小口径音速喷嘴进行了不同背压比下的实验,对实验数据进行了分析,并对流出系数进行了不确定度分析。其中重复性误差最大喷嘴的流出系数不确定度为0．13％,扩展不确定度为0．26％。     

负压法临界流喷嘴流量标准装置的喷嘴流量和装置流量

一、临界流喷嘴流量装置的流量范围 对于用临界流喷嘴作为标准器的负压法流量标准装置,从节能(能耗)、环保(噪声)的角度讲,最适宜的最大流量应小于1000m3/h,大于1000m3/h最好用标准表(涡轮流量计、腰轮流量计等)的标准装置.同样流量范围的装置,临界流喷嘴装置因为喷嘴的背压比的关系能耗较高.     

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。     

音速喷嘴检定过程中几个问题的分析

本文介绍了音速喷嘴的工作原理及其数学模型,并对检定过程中流出系数C的不确定度进行评定,分析了空气密度、空气气体常数和临界流函数等因素对流出系数的影响.同时分析了空气湿度对各因素的影响,得出了关于音速喷嘴检定的几个重要的结论.     

临界流文丘里喷嘴装置中背压比对气体涡轮流量计仪表系数影响的研究

为了研究临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置中背压比的大小对检测流量计结果的影响,实验选用涡轮流量计进行试验,在该实验中通过涡轮流量计仪表系数的变化来分析背压比对涡轮流量计检测结果的影响。     

音速喷嘴法燃气表检定装置的不确定度分析与检定注意事项

<正>一、装置不确定度分析本文以检定家用膜式燃气表的音速喷嘴法燃气表检定装置(以下简称"装置")为例,对其不确定度和检定注意事项进行探讨。流经音速喷嘴的体积流量q_v可按下式计算:式中:q_v——通过音速喷嘴的体积流量;C_d——音速流喷嘴的流出系数;A_*——音速喷嘴喉部的截面积;C_*——气体的临界流函数;p_0——喷嘴前气体的绝对滞止压力;T_0——喷嘴前气体的绝对滞止温度;p——被检燃气表处的气体压力;T——被检燃气表处的气体温度;z——压缩系数;M——气体的摩尔质     

滞止压力低至10 kPa的音速喷嘴量值溯源方法探析北大核心CSCD

为解决的气体流量计量校准技术无法实现航空发动机在低压工作条件下气体流量的直接校准和量值溯源的问题,对音速喷嘴在较低滞止压力条件下的直接校准和量值溯源方法进行探析与研究。首先,采用pVTt法气体流量基准装置在大气压条件下对4块名义喉径为40mm的音速喷嘴进行了测试;其次,基于5支标准音速喷嘴,采用音速喷嘴串联的方式实现了最低至10kPa滞止压力的音速喷嘴的实流校准;最后,对测得的流出系数与喉部雷诺数的平方根倒数进行了线性拟合。基于拟合程度较高的线性拟合结果,验证了该校准方法的可行性和准确性。     

天然气流量计的量值传递与计量检定

文章介绍了塔里木油田临界文丘里音速喷嘴气体流量标准装置,阐述了常见天然气流量计的检定方法。