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音速噴嘴的原理及標(biāo)定裝置

       音速噴嘴的原理

       噴嘴的流道或孔徑是逐漸收縮縮小的，最小孔徑的流道部分稱為噴嘴的喉部。如果喉部 以后孔徑是逐漸擴(kuò)大的圓錐形的流道則稱為文丘里噴管（噴管）。

       對(duì)于音速噴嘴和噴管（喉部氣流速度低于音速>，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中已積累了足夠的資料， 亦已標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于亞音速噴嘴或噴管來(lái)說(shuō)，其流量不僅與其上游壓力有關(guān)，也與其下游壓力有關(guān)?在推導(dǎo)其流量公式時(shí)，常把上下游的壓力差作為計(jì)算流量的信號(hào)，其流出系數(shù)的影響因素也多，要提高其準(zhǔn)確度是有困難的。

       理論和實(shí)驗(yàn)均證明，當(dāng)噴嘴的下游壓力與上游壓力之比達(dá)到臨界狀態(tài)（對(duì)空氣是0.528)時(shí)，音速噴嘴或噴管的喉部氣流會(huì)達(dá)到音速。即便其下游的壓力再下降（意味著下游壓力與上游壓力之比減小），其流速（流量）也保持恒定。這種現(xiàn)象在流體力學(xué)中稱為壅塞現(xiàn)象。這時(shí)流經(jīng)音速噴嘴的質(zhì)量流稱為臨界流量。臨界流量?jī)H與噴嘴入口處介質(zhì)的性質(zhì)(等熵指數(shù)k和氣體常數(shù)R）及熱力學(xué)狀態(tài)（溫度和壓力）有關(guān)，而與下游狀態(tài)無(wú)關(guān)。氣體流量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞就是利用了這一特性。建立起了氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。音速噴嘴還可以作為流量標(biāo)準(zhǔn)與被檢流量計(jì)串連，進(jìn)行在線檢定。

       音速噴嘴是根據(jù)需要標(biāo)定的最大及最小流量范圍由多個(gè)音速噴嘴組成標(biāo)準(zhǔn)流量裝置。在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，氣體連續(xù)的流過(guò)噴嘴和被較流量計(jì)，由于質(zhì)量守恒，通過(guò)噴嘴的質(zhì)量流量和被較流量計(jì)的質(zhì)量流量相同，比較兩者的流量值可以確定被較流量計(jì)的計(jì)量性能。裝置由氣源系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)表組件、被檢表、溫度計(jì)和壓力計(jì)等組成。

音速噴嘴的原理及標(biāo)定裝置

       音速噴嘴標(biāo)定裝置

       氣體音速噴嘴裝置由以下部分組成：

       1、3臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)（二臺(tái)2220m3/h與1臺(tái)1440m3/h），總裝機(jī)容量達(dá)到6000m3/h

       2、1臺(tái)60m3/h的空氣壓縮機(jī)，配置溫壓緩沖罐，以保證裝置中氣動(dòng)夾表器、氣動(dòng)閥門的動(dòng)力保證。

       3、裝置設(shè)計(jì)電總功率為185kw，動(dòng)力配電采用變頻器氣動(dòng)方式，以保證真空度的恒壓控制。

       4、基本管路采用304不銹鋼材料，以確保氣體的潔凈和裝置的耐用。五路檢定管徑分別是：DN50DN100DN150DN200/DN300

       5、超音速噴嘴采用316L不銹鋼加工，并由中國(guó)計(jì)量院出具檢定證書(shū)。

       6、控制系統(tǒng)構(gòu)成：以上位機(jī)（PC機(jī)）和下位機(jī)（高性能單片機(jī)）為核心完成流程控制設(shè)備的開(kāi)關(guān)、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理、打印儀表檢定報(bào)告及檢定證書(shū)。

       它的特點(diǎn)包括：

       1、噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、易于復(fù)制和檢驗(yàn)，其流出系數(shù)的不確定度≤0.2％。

       2、裝置結(jié)構(gòu)緊湊，重復(fù)性和可靠性好。

       3、裝置在工作時(shí)，根據(jù)流量大小可以自由組合多個(gè)噴嘴，因此測(cè)量范圍寬。下限為2.5m3/h，上限在裝置最大流量以下選定。

       4、采用精度較高的溫度變送器和差壓變送器，并且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)采用多次平均法，進(jìn)一步保證所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

       5、在流量檢定過(guò)程中，采用了先進(jìn)的脈沖插值技術(shù)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，充分保證所測(cè)流量脈沖的準(zhǔn)確性。

       6、自由選擇流量計(jì)檢定的檢定時(shí)間、檢定體積、流量點(diǎn)數(shù)、檢定次數(shù)等，極大方便用戶操作。