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)。     

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。     

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。     

音速喷嘴临界背压比测试方法的比较分析

临界背压比是音速喷嘴最重要的条件保证性参数.对于喉部雷诺数小于200000的音速喷嘴,其临界背压比不再有理论公式可以描述,只能进行一次实流测试来得到.建立了一套音速喷嘴临界背压比的测试系统,并对喷嘴串联方法和标准流量计方法进行了分析和比较,认为前者是较好的方法,其优势主要体现在不必用恒压模式逐点测量,测试速度快,测试结...     

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.     

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.     

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。     

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)%。     

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.     

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     

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.     

膜式燃气表测量结果不确定度评定

正一、概述依据JJG577-2012《膜式燃气表检定规程》的要求,对膜式燃气表在临界流喷嘴气体流量标准装置上进行计量检定,采集膜式燃气表测量结果的数据,依据JJG577-2012和不确定度评定的相关要求对测量结果进行不确定度评定。1.测量依据JJG577-2012。2.测量环境条件检定温度:(20±2)℃;相对湿度:45%～75%。3.测量标准临界流喷嘴气体流量标准装置:0.5级。     

极限温度条件下的膜表试验装置设计

为研究和优化极限温度状态下的膜式燃气表内部结构、材料及计量性能,文章研究设计了一种置入高低温程控箱内、检测极限温度下的膜式燃气表计量性能的试验装置。该装置采用临界流文丘里喷嘴作为主标准,罗茨流量计为参考标准。主标准由多个临界流喷嘴组成,可并联组合使用,喷嘴流出系数作相应的雷诺数修正。装置检测流量范围0.016~10 m3/h,适用温度范围-25~+55℃,装置扩展不确定度为0.5%(k=2)。可检测G1.6~G10各规格的膜式燃气表的流量误差特性和压力损失特性。     

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%。     

临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置检校装置的研制

文章研制的标准器组中所包含的高精度气体罗茨流量计、含有温压补偿的标准器可完成各个喷嘴装置之间瞬时流量或累计流量量值的比对工作,且与被校准装置连接方便,大大提高了实验效率,最大流量为1 300 m3/h。次级标准器还可测试喷嘴装置在最大流量下工作时其临界背压比能否满足要求,从而保证了喷嘴装置的流量测量范围。本标准器组是在喷嘴装置检定、校准和比对工作过程中不断探索、优化的结果,对喷嘴装置的检定、校准、比对工作及准确的量值溯源等都具有非常重大的意义。     

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.     

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。     

临界流喷嘴高精度测量试验模型研究及实验装置建立

通过对临界流喷嘴计量特性深入研究,找出目前国际上尚不能量化的主要影响参量,分别根据各参量的不同特性,建立实验模型。并在此基础上建立了能够对临界流喷嘴装置各参量进行量化试验提供实时记录的数据实验装置,为进一步提高临界流喷嘴准确度提供了基础。     

膜式燃气表温度适应性试验装置的研制

目前,膜式燃气表在实验室温度条件下检定,然而在现实使用中,受地理位置及一年四季气温变化影响,膜式燃气表的实际工作温度与实验室大气温度是有区别的。依据JJF1354-2012《膜式燃气表型式评价大纲》,以天津市计量监督检测科学研究院钟罩式气体流量标准装置为改造基础,研制膜式燃气表温度适应性试验装置。达到以下技术指标:装置整体扩展不确定度为0.30%(k=2);满足G1.6～G40膜式燃气表的温度适应性试验要求;燃气表安装位置的试验介质温度与恒温恒湿箱温度偏差小于±1℃。