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。     

ISO 9300换版对音速喷嘴喉径及流出系数修正影响

扼要阐述了临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的基本工作原理,详细比较1990和2005版ISO9300标准系列临界流文丘里喷嘴喉部直径设计方法和数据;提出了喷嘴流出系数修正方法及其必要性。     

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。     

采用空气介质的音速喷嘴法气体流量标准装置流量的计算方法

正一、引言随着GB/T21188-2007《用临界流文丘里喷嘴测量气体流量》(idt ISO9300:2005)的颁布实施,我国音速喷嘴气体流量测量标准已实现和国际接轨,然而在日常应用中,许多具体的计算步骤、计算方法及计算公式亟待统一和明确。下面结合我院多年在音速喷嘴法气体流量标准装置研究和使用方面的经验展开进一     

流量测量临界流文丘里喷嘴的进展

简介颁布国际标准ISO9300《临界流文丘里喷嘴测量气体流量》(1990年)，十余年来国际上对该流量计的研究情况。主要在以下几方面有显著的进展：雷诺数使用范围的拓宽；流量方程中系数的研究；小型音速喷嘴的开发应用；小型音速喷嘴组合方法的研究；绝对测量法的探索等。国际标准化组织正在为修订ISO9300进行准备工作。     

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...     

音速文丘里及其用途

临界流文丘里喷嘴（俗称音速文丘里）是一种在临界流工况下工作的节流装置，气流经有弧形轮廓的节流件时，当下游侧压力不断降低，流动通道上产生临界流现象，即节流件喉部流速由亚音速变为音速，这时流动出现壅塞，称为变塞流，下游侧压力再继续降低，喉部仍保持音速，质量流量保持恒定，只有上侧压力（气体密度）再增大，质量流量才会继续增加。对于液体，当节流件下游例压力低于饱和蒸汽压时，将出现空穴现象，产生气体堵塞流体通道，同样会存在塞塞而现象。目前主要有以下用途：l气体流星传递标准a．仪表工作的理论基础较清楚，可以用经…     

用改进的音速喷嘴进行流量计量

用改进的音速喷嘴进行流量计量Ｍ．Ｔ．Ｐｅｒｅｉｒａ等１．前言在应用小文丘利喷嘴时，会遇到加工、测量喉部长度、喉部直径及扩散段长度的困难。１９６９年，Ｒ．Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ曾经描述了一种特殊的非标准音速文丘利喷嘴的实验情况，这种喷嘴的扩散段与之是分离的...     

内锥流量计可膨胀系数实验研究

为提高内锥流量计气体流量测量的准确性,探索可膨胀系数的高精度计算模型,设计了内锥流量计实验样机,利用正压法临界流音速喷嘴气体流量标准装置开展了实验,根据可膨胀系数的拟合方案,获得了高准确度的计算公式;与经典标准孔板公式、标准文丘里管公式及国外研究机构给出的三个内锥流量计公式进行了比较,绘出不同节流比下各公式可膨胀系数的预测曲线及相对误差曲线,得出当流动条件相同时,对于同一节流比及同一等熵指数,研究获得的可膨胀系数公式均方根误差优于0.7%.     

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.     

Thermodynamic modelling and parameter determination of ejector for ejection refrigeration systems

This paper presents a detailed thermodynamic modelling method of an ejector for ejection refrigeration system. In this model, the primary flow in the ejector was assumed to fan out from the nozzle without mixing with the secondary flow in a certain downstream distance, so that a hypothetical throat was formed where the secondary flow reached the sound speed. However, the area of this hypothetical throat remained unknown. Therefore, based on several sets of experimental results, the present study developed empirical correlations of the hypothetical throat area to aid further modelling. The ratio of the hypothetical throat area to the mixing area was correlated with two dimensionless variables: one was the ratio of nozzle throat area to the mixing area, and the other one was the primary and secondary flow pressure ratio. The model has been validated by the measured primary mass flow rates and the critical back pressures.     

浅析音速喷嘴装置中喷嘴间的相互影响

目前采用音速喷嘴作为传递标准的气体流量标准装置被国内外检测机构广泛使用。在使用时,将根据需要的流量使用单个或多个喷嘴组合。与国外音速喷嘴的实际应用相比较,国内装置在喷嘴的安装方式、结构排列和上游设计方面多有不同。在对装置进行不确定度评定时,需要考虑喷嘴间相互影响(包括数量和位置等)对流量不确定度的影响。本文基于国内两套音速喷嘴法气体流量标准装置,利用单个、多个喷嘴的组合,测得两组相近流量点下涡轮流量计仪表系数,计算出不同组合的仪表系数偏差。本文考虑了实验时各组实际体积流量差值的影响,利用曲线拟合的方法,拟合出涡轮流量计仪表系数特性曲线,给出拟合方程式。将流量不同带来的影响剔除,最终给出喷嘴间相互影响带来的偏差,两套装置得出由此影响带来的不确定度为0.02%和0.07%。因此,在对音速喷嘴装置进行不确定度分析时应考虑这一分量。此外,通过相近流量不同喷嘴的组合对流量计进行检测,可以发现和找出喷嘴的问题,也是一种装置期间核查的好办法。     

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)%。     

混合室轴向结构参数对蒸汽喷射器性能的影响

在实际环境条件下,采用变几何喷射器是提高喷射器性能的重要途径。基于喷嘴距可调式的喷射器实验测试平台,采用实验和数值分析相结合的方法,研究不同无量纲混合室喉部长度下,无量纲喷嘴距对喷射器的性能及不可逆性影响。结果表明：在测试范围内,喷射器的临界喷射系数随着喷嘴距的增加先增加后减小,当达到最佳无量纲喷嘴距5.83时,临界喷射系数达到最大值0.45,合理的喷嘴距应避免激波链出现在混合室收缩段;喷射器的临界冷凝压力随喷嘴距的增加逐渐下降,当无量纲混合室喉部长度为4时,其临界冷凝压力下降7.36%,下降速度最慢,原因是较大的射流冲量提高了扩压室的压力恢复能力,使流体动能衰减速度有所减缓;当无量纲混合室喉部长度为4,无量纲喷嘴距为5.83时,热力学完善度达到最大值0.21;由喷嘴距引起的喷射器熵产主要来源于两股入口流在混合室收敛段的混合和第二冲击波向扩压室出口的移动,提高扩压室的压力恢复能力能有效避免熵产的急剧增加。研究结果对喷射器的结构及综合性能进行多目标优化,以减小喷射器不可逆性提供重要参考。

     

气管道流量特性参数理论分析与实验研究

 根据ISO6358关于流量特性参数声速流导C值和临界压力比b值的定义,结合相关气动理论,给出了气管道流量特性参数的计算方法,并编制了相应的计算机程序进行了仿真。利用仿真结果和最小二乘拟合方法,提出了计算气管道流量特性参数的近似公式,并通过实验进行了验证。     

微喷管内气体流动特性研究

研究旨在提高微型空间推进器和微型气体涡轮机等微器件的性能。采用硅微加工技术在硅片上制作出矩形截面三维收缩扩张微喷管,喉部宽度为16mm,深度为20mm,收缩比为1.6251。实验测量了不同进出口压比条件下微喷管内氮气流量特性。实验设定进出口压比范围为1.0~5.0,由此出口体积流量范围为0~0.2mL/s,出口截面特征雷诺数小于500。基于两种数值模拟方法(有限体积法和Boltzmann气体动力学方法)对微喷管内部流动特性进行了数值模拟。数值模拟结果与实验结果相吻合。数值模拟结果发现几点不同于宏观流动的异常现象随着压比的提高,声速截面逐渐偏离喉部,向下游区移动,并且下游区的流动不断加速。当压比达到5.0时,出口截面中心区域的马赫数达到1.26。沿程压力分布呈现非线性下降的趋势。这些现象主要是由于相比于常规尺度管道,微小尺度下表面效应引起的粘性附面层效应和三维效应更显著。     

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。