湿度对皂膜流量计计量特性的影响研究

皂膜流量计是开展环境监测工作的重要计量器具.为满足环境监测用流量装置低压试验微小气体流量的有效溯源,减小气体湿度对皂膜流量计流量精确测量的影响,提升微小气体流量量值传递的可靠性,分析了皂膜流量计的工作特性,给出了皂膜流量计的微小气体流量湿度修正计算方法.基于中国计量科学研究院的微小气体流量标准装置进行了实验验证,结果表...     

多介质气体微小流量标准装置系统方案

针对目前国内气体流量计量存在的问题,提出建立一套多介质气体微小流量标准装置,并对装置要达到的性能指标、原理、整体方案进行了介绍。该装置的实现将改变以空气为介质的单一气体流量计量状态,在一定程度上满足流量相关技术行业对微小流量状态准确计量的需要。     

微小pVTt法气体流量标准装置的性能评估及验证

pVTt法气体流量标准装置是国内外普遍使用的原级气体流量标准装置,主要用于音速喷嘴流量计的检测。附加体积处质量变化和泄漏量的准确评估是制约微小pVTt法气体流量标准装置测量准确度水平的关键因素。该文首先就附加体积处质量变化和泄漏量对微小pVTt法气体流量标准装置测量结果的影响进行理论分析,确定标准装置的不确定度;其次,以3支小音速喷嘴作为传递标准,对100 L pVTt法气体流量标准装置与2 m3 pVTt标准装置及德国物理技术研究院(PTB)的气体流量标准装置进行比对,比对结果的良好一致性可验证分析方法的可行性及装置的不确定度水平。     

皂膜流量标准装置使用中问题的探讨

随着气体检测在化学生产、环境检测、航天航空以及电子工业等领域应用的不断提升,微小气体计量的溯源以及可靠校准也逐渐受到了重视,就目前来看,关于气体小流量溯源主要以皂膜流量标准装置、石墨活塞流量标准装置居多,本文主要对皂膜流量标准装置中经常出现的相关问题进行探讨。     

新型皂膜流量标准装置的研制

一、引言 随着石油化工行业的蓬勃发展和环境保护意识的提高,气体浮子流量计、大气采样器等用于检定微小气体流量和压损比较大的计量器具使用越来越广泛。通常,选用钟罩式气体流量标准装置检定最为频繁,钟罩式标准装置准确度一般在±0.5%左右。但是,由于钟罩装置对环境条件要求很高且工作压力较低等原因,使其很难满足当前对微小气体流量计量的要求。     

基于音速喷嘴的便携式气体小流量装置设计

音速喷嘴是广泛使用的一种传递标准,它具有重复性好、精度高、结构简单等特点,因此在气体流量测量领域中的地位非凡。而微小喉径的喷嘴研究则随着微小气体流量测量的迅速发展得到越来越广泛的关注,因此在研究微小音速喷嘴的基础上,同时针对气体流量标准装置的便携性进行设计改进。这套标准装置的主要组成部分是两个体积在10 cm×10 cm×10 cm之内的腔体容器,实验前需要对装置系统进行气密性检查,整体系统采用质量流量稳定、结构简单可靠的负压法,流出系数作为音速喷嘴研究的流动特性参数。将实验结果与传统的经验公式进行比对,发现误差在5%以内,该标准装置可以正常投入使用。该文研究对微小流量标准装置的研制具有一定的参考意义。     

航天510所“高精度微小气体流量测量新技术及应用”获国家技术发明二等奖

<正>随着我国航天、核工业等领域快速发展,对微小气体流量的精确测量提出了迫切需求。不论是月球样品封装装置中用到的真空漏率测量,还是载人飞船舱门检漏中用到的正压漏率测量,均与高精度微小气体流量测量技术密不可分。针对以上需求,航天510所通过十余年的持续研究,提出了微小气体流量测量、真空漏     

气体小流量标准装置研制

当前气体小流量的检测设备还存在着体积庞大、测量范围不足等缺陷。为了弥补这些缺陷,北京市计量检测科学研究院气体流量实验室设计了一套气体流量标准装置,用于大气采样器、转子流量计、皂膜流量计和氧气吸入器等微小气体流量仪器仪表的检测和量传。该套标准装置为次级标准装置,次级标准装置是通过原级标准装置(钟罩、皂膜管、音速喷嘴等)进行量值传递的。气体小流量标准装置是原级标准装置和工作用流量计的中间环节,具有体积小巧、量程宽泛和适用多种气体检测等优点。     

电子式皂膜气体流量标准装置固有误差来源分析及新型装置探讨

介绍了皂膜气体流量标准装置的结构及分类情况;阐述了电子式皂膜气体流量标准装置的基本工作原理;在分析皂膜管基本计算公式的基础上,列举了装置6种固有误差来源,并对每种误差来源进行了展开论述;以活塞式气体流量装置为例,对基于其它工作原理的新型气体流量装置进行了初步的探讨,有利于相关人员更好地开展微小流量检测工作。     

便携式气体微小流量校准装置研制

文章介绍了一种便携式气体微小流量校准装置,该装置为现场气体流量校准设计,在保证准确度的同时注重便携性,以层流流量计为标准表,采用质量流量控制器来自动调节流量点,双重减压阀和稳压阀来保证气源压力稳定。     

Velocity Fluctuations in a Particle-Laden Turbulent Flow over a Backward-Facing Step

Dilute gas-particle turbulent flow over a backward-facing step is numerically simulated. Large Eddy Simulation (LES) is used for the continuous phase and a Lagrangian trajectory method is adopted for the particle phase. Four typical locations in the flow field are chosen to investigate the two-phase velocity fluctuations. Time-series velocities of the gas phase with particles of different sizes are obtained. Velocity of the small particles is found to be similar to that of the gas phase, while high frequency noise exists in the velocity of the large particles. While the mean and rms velocities of the gas phase and small particles are correlated, the rms velocities of large particles have no correlation with the gas phase. The frequency spectrum of the velocity of the gas phase and the small particle phase show the -5/3 decay for higher wave number, as expected in a turbulent flow. However, there is a "rising tail' in the high frequency end of the spectrum for larger particles. It is shown that large particles behave differently in the flow field, while small particles behave similarly and dominated by the local gas phase flow.     

Modeling the Effect of Bubbles on a Pattern and Heat Transfer in a Turbulent Polydisperse Upward Two-Phase Flow after Sudden Enlargement in a Tube

In this work, the numerical modeling of the flow pattern and heat transfer in a polydisperse bubbly turbulent flow after sudden enlargement in a tube is performed. The pattern of average and fluctuation twophase flows at small volumetric gas flow rate ratios (β ≤ 10%) is qualitatively similar to the one-phase liquid flow pattern. It is shown that small bubbles are present almost throughout the entire cross section of a tube, while great bubbles generally pass through the flow core and the shear mixing layer. The addition of air bubbles to a one-phase liquid flow appreciably intensifies heat transfer (up to two times), and these effects become stronger with an increase in the diameter of bubbles and the volumetric gas flow rate ratios gasratios.     

Nonlinear Wave Simulation on a Surface of Liquid Film Entrained by Turbulent Gas Flow at Weightlessness

The article considers the joint flow of a liquid film entrained by turbulent gas. Since liquid velocity is small in comparison with gas velocity, the problem is reduced to the calculation of pressure and shear stresses produced by the gas flowing over a wavy wall with small amplitude. Further, these data are used at the boundary conditions, when the flow of a liquid film is considered separately. As a result, we obtain a new system of equations for modeling the dynamics of long-wave perturbations on the surface of a viscous liquid film entrained by turbulent gas at microgravity. At small Reynolds numbers typical to the condition of microgravity, it was proved that this system is reduced to one evolution equation for the film thickness. Some numerical solutions of this equation have been received in this work.     

硅单晶Czochralski法生长全局数值模拟II．质量传递特性

使用有限元方法对炉内的质量传递过程进行了全局数值模拟，研究了硅单晶Czochralski(Cz)法生长时氧传输的基本特性．结果表明：在小型硅Cz炉中，晶体中的氧浓度主要取决于熔体的流型和气相传质速率；安装在热区的气体导板可有效强化气相传质系数并改变熔体的流型，Marangoni效应可将自由界面处低氧浓度的熔体带至结晶界面，使晶体中氧浓度降低．     

喷雾半干法脱硫塔内射流卷吸特性的数值模拟

喷雾半干法烟气脱硫塔内射流卷吸特性对塔内烟气与吸收剂的混合以及流场分布均匀有着重要影响。该文通过数值模拟的方法,分析双流体雾化喷嘴的射流卷吸混合特性,得到喷雾半干法烟气脱硫塔内射流流场分布。结果表明：双流体雾化喷嘴在塔内流场呈现中间大两边小的对称分布,并且在靠近塔壁的两侧产生了回流;射流流体与周围气体发生动量交换,对周围气体有明显的卷吸作用,沿着射流轴线方向,射流卷吸量逐渐增加,随着伴随风量的增加,射流卷吸量也逐渐增加。     

激光粉末床熔融成形腔内非稳态流场特性研究

目的 研究激光粉末床熔融(LPBF)中成形腔内保护气的流动规律,获得气流速度脉动和旋涡等流场非稳态特征及其变化规律。方法 利用热线测速计测量腔内的瞬时速度,研究保护气的速度分布及其脉动特性;基于数值模拟方法探究腔内气流形成的旋涡情况,分析涡的分布及其旋转速度;利用烟雾示踪方法对保护气流场进行可视化处理,分析气流的运动过程。结果 腔内气流经历了射流扩散、上下波动、大涡流、汇流等复杂运动过程,气流速度随时间的变化呈明显脉动特征,且气流脉动幅度受位置影响较大,进出风口的平面流速最大可达2.4 m/s,最小为0.25 m/s。同时,气速随平面高度的增大而逐渐减小;腔内存在以纵向大尺度旋涡为主、若干小尺度旋涡共同作用的涡流,由腔内边壁至中心,涡流切向速度呈先上升后下降的趋势,且随入口气速的增大而增大,在切向速度急剧降低的腔体角落、透镜等区域,易形成流动“死区”,导致烟尘颗粒聚集且难以排出,影响构件的高质量成形制造。结论 保护气在LPBF成形腔内形成了复杂的非稳态流动,并以剧烈的速度脉动和多尺度的涡流为典型特征,而针对非恒定的层流、成形腔结构的优化设计仍需进行更深入的研究。     

单级混合制冷剂液化循环适应性和调节能力研究

针对在中小型天然气液化装置中广泛应用的单级混合制冷剂液化流程,模拟了环境温度、天然气流量和组分变化时流程参数的变化,以原有设备为约束条件,调节流程参数,使系统能够适应外界变化。结果表明:通过调节制冷剂压缩机的运行压力、工质流量和组成,单级混合制冷剂液化流程能够在较大的范围内适应环境温度和天然气的流量、组成变化,调整后的单级混合制冷剂液化流程能够保持高的效率。     

竖直矩形通道内不凝性气体对凝结换热特性的影响

本文以去离子水为工质,实验研究了竖直矩形窄通道内少量残余不凝性气体对蒸汽凝结换热特性的影响。采用热阻分离法得到凝结侧换热表面传热系数,分析了不凝性气体的含量、冷却水质量流速、进口温度和热流密度对蒸汽凝结侧表面传热系数的影响。结果表明:当热流密度为1.668 kW/m~2,即蒸汽质量流速较小时,2%体积分数的不凝性气体使凝结侧表面传热系数下降了33%,但当热流密度为3.887 kW/m~2,蒸汽质量流速较大时,2%体积分数的不凝性气体仅使凝结侧表面传热系数降低了14%,此外,凝结换热表面传热系数随冷水质量流速和不凝性气体分数的增加而变小,随冷水进口温度和热流密度的增加而变大。     

工业超声波燃气表内部结构设计的气体流动仿真研究

利用流体动力学仿真软件CFX对新设计的G10超声波燃气表腔体结构的气体流动进行仿真研究和分析。在大、中、小流量点上分别仿真新设计结构内的气体流动,获得超声波燃气表的整个腔体内、腔体的YZ轴向截面上、XZ轴向截面上和XY轴向截面上的气体流速分布,并进一步获得3个截面上属于超声波测量的内流道部分的气体流速分布。对仿真结果进一步分析发现,与整个腔体气体流动和整个轴向截面上气体流动相比,超声波测量部分截面内气体流动更快,但相对更均匀和稳定,有利于超声波气体流速的准确测量。最后给出基于该设计结构的超声波燃气表样机的检测结果,检测结果也验证了用仿真来辅助表体结构设计的可行性。