滯止壓力對(duì)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(jià)格低等諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外普遍采用其作為標(biāo)準(zhǔn)表，對(duì)其它類型的氣體流量計(jì)進(jìn)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(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)裝置，就滯止壓力對(duì)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(guó)計(jì)量科學(xué)研究院建成一套高壓氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括高壓pVTt氣體流量原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置、高壓音速噴嘴法氣體流量次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置及高壓環(huán)道氣體流量工作標(biāo)準(zhǔn)裝置。作為本論文的實(shí)

2、驗(yàn)平臺(tái)的高壓pVTt氣體流量原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置，其擴(kuò)展不確定度為0.06％（k=2），通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的嚴(yán)格控制，校準(zhǔn)音速噴嘴流出系數(shù)的擴(kuò)展不確定度為0.08%（k=2）。
　　本文基于高壓pVTt氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)試能力，選取了喉徑（1.921~12.444）mm范圍內(nèi)，共計(jì)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(duì)流出系數(shù)的影響進(jìn)行研究，得到以下三點(diǎn)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(dá)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(guò)渡邊界層內(nèi)，流出系數(shù)隨雷諾數(shù)增加產(chǎn)生一個(gè)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)不確定度低于0.30%（k=2）；以3支音速噴嘴作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)新建pVTt標(biāo)準(zhǔn)裝置與原有pVTt裝置及德國(guó)PTB的氣體流量裝置間的比對(duì)，比對(duì)結(jié)果的一致性對(duì)