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音速噴嘴的原理及標定裝置

       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 以后孔徑是逐漸擴大的圓錐形的流道則稱為文丘里噴管（噴管）。

       對于音速噴嘴和噴管（喉部氣流速度低于音速>，在長期的實踐中已積累了足夠的資料， 亦已標準化。對于亞音速噴嘴或噴管來說，其流量不僅與其上游壓力有關，也與其下游壓力有關?在推導其流量公式時，常把上下游的壓力差作為計算流量的信號，其流出系數的影響因素也多，要提高其準確度是有困難的。

       理論和實驗均證明，當噴嘴的下游壓力與上游壓力之比達到臨界狀態（對空氣是0.528)時，音速噴嘴或噴管的喉部氣流會達到音速。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。這種現象在流體力學中稱為壅塞現象。這時流經音速噴嘴的質量流稱為臨界流量。臨界流量僅與噴嘴入口處介質的性質(等熵指數k和氣體常數R）及熱力學狀態（溫度和壓力）有關，而與下游狀態無關。氣體流量標準的傳遞就是利用了這一特性。建立起了氣體流量標準裝置。音速噴嘴還可以作為流量標準與被檢流量計串連，進行在線檢定。

       音速噴嘴是根據需要標定的最大及最小流量范圍由多個音速噴嘴組成標準流量裝置。在相同的時間間隔內，氣體連續的流過噴嘴和被較流量計，由于質量守恒，通過噴嘴的質量流量和被較流量計的質量流量相同，比較兩者的流量值可以確定被較流量計的計量性能。裝置由氣源系統、標準表組件、被檢表、溫度計和壓力計等組成。

音速噴嘴的原理及標定裝置

       音速噴嘴標定裝置

       氣體音速噴嘴裝置由以下部分組成：

       1、3臺羅茨風機（二臺2220m3/h與1臺1440m3/h），總裝機容量達到6000m3/h

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

       3、裝置設計電總功率為185kw，動力配電采用變頻器氣動方式，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，并由中國計量院出具檢定證書。

       6、控制系統構成：以上位機（PC機）和下位機（高性能單片機）為核心完成流程控制設備的開關、信號采集、數據處理、打印儀表檢定報告及檢定證書。

       它的特點包括：

       1、噴嘴結構簡單、堅固耐用、易于復制和檢驗，其流出系數的不確定度≤0.2％。

       2、裝置結構緊湊，重復性和可靠性好。

       3、裝置在工作時，根據流量大小可以自由組合多個噴嘴，因此測量范圍寬。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，并且對測量數據采用多次平均法，進一步保證所采集數據的準確性。

       5、在流量檢定過程中，采用了先進的脈沖插值技術進行脈沖計數，充分保證所測流量脈沖的準確性。

       6、自由選擇流量計檢定的檢定時間、檢定體積、流量點數、檢定次數等，極大方便用戶操作。