发布于：2006/9/14 9:01:19 | 1086 次阅读
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引 言 如图1所示, 用真空泵1将空气由被检表的上游直管段入口吸入，经过被检表前直管段、被检表11和被检表下游直管段进入滞止容器8，在滞止容器的下游，有一组音速喷嘴5，控制音速喷嘴下游的开关阀门4，可以任意选择所要开关的音速喷嘴，以达到改变被检表流量的目的，滞止容器需要测温6测压7，代入公式计算可以得到通过音速喷嘴的质量流量，亦即通过被检表处的质量流量。通过测量被检表处的温度10和压力12，可以计算出空气密度，进而得到标准体积流量。流量调节阀9一般只用于开关，也可作为调节流量的辅助手段。在进行小流量检定时，可以不用开启真空泵，只要储气罐2的真空度能够满足要求即可。真空泵的能力应满足下列两个条件：，真空泵所提供的流量应大于被检流量计的流量；第二，在测量过程中，真空泵所提供的真空度应满足音速喷嘴的临界压力比。 流量计算公式 1.临界压力比及其计算公式 当气流处于亚音速时，喉部的气体流速将随节流压力比(即出口压力P1与上游滞止压力P0之比)的减小而增大。当节流压力比减小到一定值时，喉部流速达到流速----音速，即达到所谓的临界流，此时，如果P0不变，再减小P1(即再减小节流压力比)流速将保持不变，也就是说，流速不再受下游压力的影响。此时的文丘利喷嘴称为音速文丘利喷嘴，又称临界流文丘利喷嘴，此时的节流压力比称为临界压力比。 在理想条件下，即气流是一维流动、等熵、完全气体，则从理论上可导出临界压力比的计算公式： 式中，k----气体等熵指数，对于完全气体，k等于比热比。 对于空气，k=1.4，则(P1 /P0)= 0.528 2.理想条件下的质量流量 在理想条件下, 音速文丘利喷嘴的质量流量公式： 式中，qmi ---- 音速文丘利喷嘴在理想条件下的质量流量(kg/s) A* ---- 音速文丘利喷嘴的喉部面积(m2) C*i ---- 气体在理想条件下的临界流函数 P0 ---- 音速文丘利喷嘴前的气体滞止压力(Pa) T0 ---- 音速文丘利喷嘴前的气体滞止温度(K) RM ---- 气体常数(J/(kg×K))，对于空气，R=287.1 3.实际条件下的质量流量 在实际条件下, 音速文丘利喷嘴的质量流量公式： 式中， qm ---- 音速文丘利喷嘴在实际条件下的质量流量(kg/s) C*---- 气体在实际条件下的临界流函数，假定气体为一维、等熵流动, 利用实际气体的热力学性质表，可用计算机计算出来。 C ---- 流出系数，C是对“一维、等熵流动” 等假设条件的修正。C只是雷诺数Red的函数。 式中，Red ----音速文丘利喷嘴的喉部雷诺数(无量纲) d ---- 音速文丘利喷嘴的喉部直径(m) m0 ---- 气体在滞止条件下的动力粘度(kg/(m×s) 从式(4)中可以看出，只要用试验的方法求得流出系数C，就可按测得的滞止压力P0和滞止温度T0(由查表可得C*)计算出质量流量qm。 装置流量范围的选择方法和确定 根据音速喷嘴的流量计算公式(式(4))可知，在临界条件下，改变音速喷嘴的滞止压力值，则可改变通过音速喷嘴的质量流量值。实际上，是通过调节压力调节阀来调节流量。 同样，也可通过改变流通面积来改变流量，即通过若干个音速文丘利喷嘴的组合，或设计时将某一个音速喷嘴的面积增大来达到所需要的流量。在设计高压或常压式音速喷嘴法气体流量标准装置时，都可以采用这种方法。 装置流量范围和流量点的选择原则：，选择该装置主要检定的流量计(如涡街流量传感器或涡轮流量计)的流量范围。第二，根据JJG198-1994《速度式流量计检定规程》规定的流量检定点, 选择音速文丘利喷嘴的流量及数量。 |
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发布于：2022-10-12
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