音速喷嘴气体流量标准装置的误差分析

2013-01-12 15:46:32来源: 51hei
由于音速艾丘利喷嘴具有结构简单、体积小、性能稳定、重复性好、精度高等优点,被作为气体流量传递标准,在国内外得到广泛的应用。下面主要以常压法为例分析其工作原理和误差来源。

1 音速文丘利喷嘴气体标准装置的工作原理

常压法音速文丘利喷嘴气体标准装置如图1所示。用8只不同规格的标准喷嘴并联,有3种管径法兰连接被校仪表,通过电磁阀根据流量大小选定不同的喷嘴组合,可产生255种不同流量。

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1—板式过滤器;2—被校表;3—电磁阀控制的气动球阀;4—滞止容器;5—音速喷嘴;6—电磁阀控制的气动球阀;7—汇合容器;8—真空泵;9—循环水线;10—吸气管及消音器;Pi—压力变送器;Ti—一体化温度变送器
图1音速文丘利喷嘴气体标准装置

工作过程:打开压缩机和真空泵,操作者输人所需参数,计算机根据设定流量大小自动打开相应的喷嘴开关,等待流量稳定(p5/p1<0.8)以后,计算机通过数据采集卡定时采集温度和压力等模拟信号和脉冲量,计算出流过被校表的质量流量和工作状态及标准状态下体积流量、被校表测量的流量值,二者比较可得出被校表的流量系数、线性误差、重复性误差和准确度。其中音速文丘利喷嘴的结构形状如图2所示。

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图2 音速文丘里喷嘴原理图

当p < p0小于或等于临界压比时(由于p不容易测量,通常用压力比pS/p0判断),气体通过喷嘴最小截面处(喉部)的流速达到当地音速,而且始终保持此速度不变,即马赫数等于l。所以其流量只与上游压力有关而与下游压力无关,流出系数只与雷诺数有关,因此就可以达到很高的测量准确度。此时,用音速文丘利喷嘴测量的气体质量流量为

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式中:qm为音速喷嘴在实际条件下的质量流量;A为音速喷嘴喉部的内截面积;p0为音速喷嘴入口的气体滞止绝对压力;T0为音速喷嘴入口的气体滞止绝对温度;C’为实际气体的临界流函数,由滞止条件(p0,T0)查表得到;C为流出系数,是对“一维、等熵流动”这种假设的修正;M为实际气体的摩尔质量。
[1] [2] [3]

关键字:艾丘利喷嘴  法兰连接  绝对压力

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0112/article_6658.html
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