由于音速艾丘利噴嘴具有結構簡單、體積小、性能穩定、重復性好、精度高等優點,被作為氣體流量傳遞標準,在國內外得到廣泛的應用。下面主要以常壓法為例分析其工作原理和誤差來源。
1 音速文丘利噴嘴氣體標準裝置的工作原理
常壓法音速文丘利噴嘴氣體標準裝置如圖1所示。用8只不同規格的標準噴嘴并聯,有3種管徑法蘭連接被校儀表,通過電磁閥根據流量大小選定不同的噴嘴組合,可產生255種不同流量。
1—板式過濾器;2—被校表;3—電磁閥控制的氣動球閥;4—滯止容器;5—音速噴嘴;6—電磁閥控制的氣動球閥;7—匯合容器;8—真空泵;9—循環水線;10—吸氣管及消音器;Pi—壓力變送器;Ti—一體化溫度變送器
圖1音速文丘利噴嘴氣體標準裝置
工作過程:打開壓縮機和真空泵,操作者輸人所需參數,計算機根據設定流量大小自動打開相應的噴嘴開關,等待流量穩定(p5/p10.8)以后,計算機通過數據采集卡定時采集溫度和壓力等模擬信號和脈沖量,計算出流過被校表的質量流量和工作狀態及標準狀態下體積流量、被校表測量的流量值,二者比較可得出被校表的流量系數、線性誤差、重復性誤差和準確度。其中音速文丘利噴嘴的結構形狀如圖2所示。
圖2 音速文丘里噴嘴原理圖
當p p0小于或等于臨界壓比時(由于p不容易測量,通常用壓力比pS/p0判斷),氣體通過噴嘴最小截面處(喉部)的流速達到當地音速,而且始終保持此速度不變,即馬赫數等于l。所以其流量只與上游壓力有關而與下游壓力無關,流出系數只與雷諾數有關,因此就可以達到很高的測量準確度。此時,用音速文丘利噴嘴測量的氣體質量流量為 
式中:qm為音速噴嘴在實際條件下的質量流量;A為音速噴嘴喉部的內截面積;p0為音速噴嘴入口的氣體滯止絕對壓力;T0為音速噴嘴入口的氣體滯止絕對溫度;C’為實際氣體的臨界流函數,由滯止條件(p0,T0)查表得到;C為流出系數,是對“一維、等熵流動”這種假設的修正;M為實際氣體的摩爾質量。
電磁流量計相關文章:電磁流量計原理
熱式質量流量計相關文章:熱式質量流量計原理
流量計相關文章:流量計原理
評論