雙毛細(xì)管測量高溫氣體粘度的研究.pdf

1、基準(zhǔn)聲學(xué)溫度計(jì)測量500-700 K溫區(qū)熱力學(xué)溫度的不確定度最小,聲學(xué)溫度計(jì)中聲學(xué)共鳴腔熱和粘性邊界層擾動是聲學(xué)溫度計(jì)測量不確定度的最大來源,共鳴腔中工質(zhì)氣體在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導(dǎo)熱系數(shù)的精確測量是修正該擾動的基礎(chǔ)。另外,根據(jù)氣體分子間勢能建立的量子“從頭算”(ab initio)理論計(jì)算模型對氦氣的熱力學(xué)性質(zhì)和輸運(yùn)性質(zhì)的理論計(jì)算達(dá)到了很高的精確度,與實(shí)驗(yàn)測量值一致,但對氬氣的計(jì)算結(jié)果在高溫區(qū)(120℃以上)還沒有相應(yīng)的高精度的實(shí)驗(yàn)

2、測量值驗(yàn)證。
　　雙毛細(xì)管粘度計(jì)測量氣體粘度和導(dǎo)熱系數(shù)的不確定度極小,但目前國際上尚無120℃以上高溫雙毛細(xì)管氣體粘度測量系統(tǒng)。為了建立高溫雙毛細(xì)管氣體粘度測量系統(tǒng),設(shè)計(jì)了用于高溫雙毛細(xì)管粘度計(jì)的高溫恒溫裝置,進(jìn)行了溫度控制的PID整定,在25-400℃控溫水平優(yōu)于±3 mK,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足實(shí)驗(yàn)測量對溫度的穩(wěn)定性要求。
　　本文在國際上首次建立了高溫雙毛細(xì)管氣體粘度測量系統(tǒng),改進(jìn)了氣體管路系統(tǒng),研究了氣瓶出口壓力對控壓的影響,壓力

3、波動水平優(yōu)于±15 Pa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足實(shí)驗(yàn)測量對壓力的不確定度要求。
　　本文首先測量了25-120℃氬氣在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導(dǎo)熱系數(shù),同已有的測量結(jié)果進(jìn)行比較,相對偏差低于0.04％,驗(yàn)證了本裝置的可用性以及較高的精確度。本文對預(yù)熱系統(tǒng)在250-400℃之間的預(yù)熱效果進(jìn)行了分析,研究了管路中氣體流量及P4對預(yù)熱效果的影響。在國際上首次精確測量了120-380℃氬氣在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導(dǎo)熱系數(shù),測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.