音速喷嘴法气体流量标准装置的基本原理

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绝对压力(Pa)
T0 ---- 音速文丘利喷嘴前的气体滞止绝对温度(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：第一，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。(end)

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