滯止壓力對音速噴嘴流出系數(shù)的影響研究.pdf

1、音速噴嘴因穩(wěn)定性好，價格低等諸多優(yōu)點，國內(nèi)外普遍采用其作為標準表，對其它類型的氣體流量計進行量值傳遞。流出系數(shù)是衡量音速噴嘴流量特性的重要指標，其值由滯止壓力密切相關(guān)。本論文基于高壓pVTt法氣體流量標準裝置，就滯止壓力對音速噴嘴流出系數(shù)的影響開展了系統(tǒng)研究。2014年底，中國計量科學研究院建成一套高壓氣體流量標準裝置，包括高壓pVTt氣體流量原級標準裝置、高壓音速噴嘴法氣體流量次級標準裝置及高壓環(huán)道氣體流量工作標準裝置。作為本論文的實

2、驗平臺的高壓pVTt氣體流量原級標準裝置，其擴展不確定度為0.06％（k=2），通過對實驗過程的嚴格控制，校準音速噴嘴流出系數(shù)的擴展不確定度為0.08%（k=2）。
　　本文基于高壓pVTt氣體流量標準裝置測試能力，選取了喉徑（1.921~12.444）mm范圍內(nèi)，共計18支音速噴嘴，在滯止壓力（0.1~2.5）MPa范圍內(nèi)，就滯止壓力對流出系數(shù)的影響進行研究，得到以下三點結(jié)論：⑴不同滯止壓力下，同一塊音速噴嘴的流出系數(shù)變化可達2

3、.3%。流出系數(shù)隨音速噴嘴邊界層的轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)顯著的規(guī)律：層流邊界層，流出系數(shù)持續(xù)顯著增加；過渡邊界層內(nèi)，流出系數(shù)隨雷諾數(shù)增加產(chǎn)生一個減小的“跳躍”；湍流邊界層內(nèi)，流出系數(shù)緩慢增加；⑵基于ISO9300-n模型和NMIJ-2013模型，本文提出NIM-2016模型，該模型對實驗結(jié)果預測不確定度低于0.30%（k=2）；以3支音速噴嘴作為傳遞標準，通過新建pVTt標準裝置與原有pVTt裝置及德國PTB的氣體流量裝置間的比對，比對結(jié)果的一致性對