音速喷嘴法气体流量标准装置的基本原理
音速喷嘴气体流量标准装置说明书
目录一. 概述 (1)二. 功能特点 (1)三. 技术指标 (1)四. 装置的组成与工作原理 (1)五. 型号说明及选型 (2)六. 装置的安装 (2)七. 装置的操作…………………………………………………….…….2-7八. 使用注意事项 (7)九. 保养和故障排除……………………………………….…………….8-9十. 运输和储存 (9)十一. 装置的验收和检查 (9)音速喷嘴流量检定装置（以下简称为装置）是用精确度高一等级的标准器与被校验流量仪表串联的校验装置,让流体同时通过标准器和被检表,比较两者的示值以达到校验或标定的目的。
装置是并联了多只音速喷嘴来校验工业煤气表和其它气体流量仪表的装置。
可用于腰轮等容积式流量计和涡轮、涡街等速度式流量计的定检和周检。
装置溯源于中国计量院内最高标准。
二、功能特点1.无可动部件，标准表准确度高，可靠稳定。
2.检定全过程快捷、高效。
全自动化。
3.并联喷嘴组合，组成不同流量点。
4.具有很好的重复性。
5.不受喷嘴上游的流速分布的影响，因此上游不需要很严格的直管段要求。
6.设有自动工作方式和手动工作方式，以适应不同输出的被检流量要求。
7.检定周期长达5年。
8.软件功能强大、人机界面清晰、易用易操作。
9.系统设有流量计检定结果历史记录，可保存500组流量计检定记录。
10.建立了临界流喷嘴、温度变送器、压力变送器的检定结果数据库，提供计算机线性修正用。
三、技术指标3.1 使用条件环境温度：-5℃～+50℃相对湿度：5%～85%大气压力：86kPa ~ 106 kPa气源：洁净空气3.2 装置可检测通径DN25～DN400，如有特殊要求，可提供更大口径。
3.3 结构形式立式。
3.4 可测流量范围度1m3/h～5000m3/h（上限可选）3.5 准确度等级装置准确度优于0.5级。
3.6 重复性优于0.15%3.7 装置执行标准ISO9300国际标准、国家JJG643-94《标准表法流量标准装置检定规程》、企业标准。
喷嘴工作原理
喷嘴工作原理
喷嘴是一种用于将液体或气体喷射的装置，工作原理主要涉及流体力学和气动学。
喷嘴主要通过两种工作原理实现喷射功能：加速原理和膨胀原理。
加速原理是指通过喷嘴的收缩截面，使得流体通过喷嘴时受到约束，从而加速流体的速度。
喷嘴的内部形状会逐渐变窄，从而使得流体经过缩小的通道时速度增加。
这是因为根据连续性方程，当流体通过一个截面面积减小的管道时，其速度会相应增加。
因此，通过调整喷嘴的形状和尺寸，可以控制流体的流速和喷射效果。
膨胀原理是指通过喷嘴的扩散截面，使得流体通过喷嘴时受到扩散，从而降低流体的速度。
喷嘴的内部形状会逐渐变宽，从而使得流体经过扩散的通道时速度减小。
这是因为在扩散过程中，流体的动能会转化为压力能，从而使得流体速度减小。
因此，通过调整喷嘴的形状和尺寸，可以实现流体的减速和喷射控制。
综上所述，喷嘴的工作原理主要包括加速原理和膨胀原理。
通过调整喷嘴的形状和尺寸，可以控制流体的速度和喷射效果，实现不同的应用要求。
音速喷嘴公式推导
音速喷嘴公式推导1. 气体热力学性质在工程热力学中，常用的状态参数有六个，即压力p 、体积V 、温度T 、热力学能U 、比焓h 和比熵s .其中,焓H 是一个组合状态参数pV U H +=单位质量物质的焓称为比焓hmH h =熵是一个导出的状态参数,对简单可压缩均匀系,它可以由其它状态参数按下列关系式导出:0T dV d S p U S ++=⎰, TVp U S d d d +=单位质量物质的熵称为比熵d d s T v p u m S s ++=⎰, Tvp u m dS ds d d +== 比热容也是物质的重要热力性质之一,它的定义为单位质量的物质在无摩擦内平衡的特定过程中,作单位温度变化的时候所吸收或放出的热量.气体的比热容,常用的有比定容热容(v c )和比定压热容(p c )Tq Tqc vv v d )(δδ=∂=Tq Tqc pp p d )(δδ=∂=比定压热容与比定容热容的比值称为热容比,用γ表示vp c c =γ对于完全气体,以下等式成立:RT p ρ=(R 为气体常数), γρc p =(c 为常数), R c p 1-=γγ1-=γRc v , T c h p = 由熵的定义可以看出,只要过程进行时,热力系向外界放出的热量始终等于热产,那么过程就是等熵的.但是,通常所说的定熵过程都是指无摩擦绝热过程. 绝热过程是指热力系在和外界无热量交换的情况下进行的过程. 2. 可压缩流体运动的三种参考状态(1) 滞止状态滞止状态,是指流体从某一状态经历一个等熵过程,使其最终流动速度为零时所达到的状态.对于静止流体,它所处的状态就是滞止状态;对于流动的流体,滞止状态可以看成是这样一种假想的无限大的容器中流体的“静止状态”，从这一状态等熵加速，最后流体恰好能达到该流动状态.按滞止状态的定义,每个流动状态的滞止状态都是惟一确定的,因而,每个流动状态都有惟一的滞止压力、滞止温度、滞止密度、滞止焓等滞止参数. 滞止参数又称为总参数.作为一种参考状态,滞止状态的概念是与流体实际流动中所发生的过程无关的,在实际流动过程中,沿流动途径可以有热量交换或存在摩擦力等,但沿实际流动的每个截面上,都存在上面定义的滞止状态,这样,滞止状态是每一截面上流动状态的函数,一般而言,滞止状态是沿流动方向变化的量,只有在流体作等熵流动时,滞止参数才是沿整个流动途径不变的量.滞止状态对应的参数称为滞止参数,在参数相应表达字母的右下角用角标“0”表示,如滞止压力0P 、滞止温度0T 、滞止密度0ρ. （2）临界状态可压缩流体在流动过程中，其压力、密度、温度和流速等参数都会沿流动方向发生变化.若在某一截面上,流体的流速与该截面上流体介质中的当地声速相等,则称该截面为临界截面,该截面所处的状态称为临界状态,临界状态的参数称为临界参数,用下角标“*”表示，如临界压力*P ，临界温度*T ，临界密度*ρ. (2) 极限速度状态当可压缩流体作绝热流动时,如果存在一个截面,当流体达到该截面处时,它的比焓值降至0=h ,则流体的速度可达到最大极限值.此时的流速称为极限速度,流体所处的状态称作极限速度状态.极限速度m u 和滞止焓0h 之间有如下关系:02max 21h u = 或02h u =.（4）三种状态参数之间的关系 完全气体的声速公式为RT a γ=定义马赫数RTv a v M a γ==即流体质点的运动速度与流体质点当地的声速之比。
音速喷嘴式燃气表流量标准装置
音速喷嘴式燃气表流量标准装置
音速喷嘴式燃气表流量标准装置是用于校验、检测和标定燃气表的一种设备。
它采用了音速喷嘴原理，通过测量喷嘴出口处的流量和喷嘴压差来确定燃气流量。
音速喷嘴是一种特殊形状的喷嘴，能使燃气在通过喷嘴时达到音速，此时流速已经达到了最大值。
标准装置中一般设有压力传感器和温度传感器，用于监测喷嘴进口和出口处的压力和温度，并通过计算得出喷嘴的流量。
标准装置还会配备流量计，用于直接测量喷嘴出口处的流量，以作为校验和标定的依据。
通过与待校验的燃气表进行比对，可以得出其流量测量的准确性和误差。
如果燃气表的流量测量偏差较大，可以进行调整和修正，以确保燃气表的准确性。
音速喷嘴式燃气表流量标准装置在燃气表校验和标定中起到了重要的作用，能够提供准确的流量测量结果，保证燃气表的可靠性和准确性。
用音速喷嘴流量标准装置检定气体流量计
用音速喷嘴流量标准装置检定气体流量计摘要：随着我们国家经济水平的不断发展，各个领域也都取得了较为显著的成果，其中最为明显的便是我国工业化的发展，当前我国工业化进程不断推进，工业化水平也不断提高，在日益丰富的工业活动之下，越来越多的工业技术的设备走入我国工业化建设当中，为我国工业发展带来了很大的便利，也在一定程度上推动着我国工业技术的进步。
气体流量计是我国工业发展过程当中较为常用的一个工具，而用音速喷嘴流量标准装置对其进行检定也有着较大的应用优势。
关键词：音速喷嘴；流量标准装置；气体流量计；应用流量计作为我国工业发展和相关科学研究过程当中比较常用的工具，有很大的应用空间和潜力，从实际的应用来看，流量计不仅可以对液体的流量进行较为精准的测量，而且能够对气体的流量进行测量，这就意味着在进行相关工业活动或者科学研究时，相关研究人员便可以利用气体流量计开展有关实验活动，提升实验的效率。
音速喷嘴流量标准装置是一个在国内外普遍用于检定气体流量计的装置，其主要采用负压音速喷嘴法，在使用该装置开展相关工作时，会受到当地的大气压、温度、大气湿度等自然因素的影响，还会受到检定员操作的规范程度以及相关设备的使用情况的影响，因此对其需要多加注意。
1音速喷嘴法气体流量标准装置原理要想更好地发挥音速喷嘴法气体流量标准装置对检定气体流量计的作用，首先需要对音速喷嘴法气体流量标准装置的原理有准确且深度的把握。
首先，音速喷嘴法气体流量标准装置采用的是负压法，该装置配套包含多个操作台位和多个音速喷嘴，将音速喷嘴作为标准表组合而成，从而实现较宽量程的测量范围。
在结构上，音速喷嘴法气体流量标准装置包括气动夹具装置、前后直管段、接线盒以及差压变送器等，将多个喷嘴并联，使每一个喷嘴都能够发挥一个气体流量给定器的作用，将实际测量时的气体流量叠加起来，从而实现不同流量范围内被检测标本的检测工作。
在一台音速喷嘴法气体流量标准装置上安装数个操作台，并且实现较宽量程的气体流量测量，能够在最大程度上提高相关工作的效率，也实现了音速喷嘴法气体流量标准装置的实用性要求。
音速喷嘴法气体流量标准装置
定期校准
为保证测量准确度，应定期对 装置进行校准和维护。
清洁与保养
定期对装置进行清洁和保养， 保持其良好的工作状态。
异常处理
如遇装置故障或异常情况，应 立即停机检查，并联系专业人
员进行维修。
04 优势与局限性
音速喷嘴法的优势
高精度测量
音速喷嘴法能够实现高精度的气体流量测量， 测量误差较小。
稳定性好
与孔板流量计比较
孔板流量计结构简单、价格便宜，但在流体粘度、压力和组分变化时，需要进 行修正；音速喷嘴法在流体粘度和组分变化时的误差较小，但价格较高。
05 应用案例与效果分析
应用案例一：工业气体流量测量
总结词
音速喷嘴法在工业气体流量测量中具有高精度、高可靠性的 特点，能够满足工业生产中对气体流量测量的严格要求。
音速喷嘴法气体流量标准装置
contents
目录
• 概述 • 装置结构与工作原理 • 操作流程与注意事项 • 优势与局限性 • 应用案例与效果分析
01 概述
定义与原理
定义
音速喷嘴法气体流量标准装置是 一种用于测量气体流量的装置， 采用音速喷嘴作为核心测量元件 。
原理
基和 温度变化，计算出气体的流量。
音速喷嘴法具有较好的稳定性，能够保证长 时间内测量的准确性。
宽测量范围
音速喷嘴法适用于较大范围的气体流量测量， 能够满足多种应用需求。
易于维护
音速喷嘴法的结构简单，维护方便，降低了 运营成本。
音速喷嘴法的局限性
对气体压力和温度敏感
对喷嘴质量要求高
音速喷嘴法的测量结果受气体压力和 温度的影响较大，需要额外的压力和 温度补偿。
详细描述
音速喷嘴法气体流量标准装置在工业领域应用广泛，尤其在 石油、化工、电力等行业。它能够准确测量各种气体流量， 如天然气、煤气等，为工业生产提供可靠的数据支持。
音速喷嘴气体流量标准装置
音速喷嘴气体流量标准装置音速喷嘴气体流量标准装置一、装置本体音速喷嘴气体流量标准装置主要由喷嘴、气体来源、流量测量系统、压力测量系统、温度测量系统、控制系统、安全保护装置、辅助设备和操作与维护手册等组成。
二、喷嘴喷嘴是音速喷嘴气体流量标准装置的核心部件，它能够将气体以音速喷出，从而产生稳定的流场。
喷嘴的设计应符合相关标准，以确保其稳定性和准确性。
三、气体来源气体来源为音速喷嘴气体流量标准装置提供试验气体。
为确保试验结果的准确性，气体来源应具备稳定的供气能力和纯净度。
四、流量测量系统流量测量系统是音速喷嘴气体流量标准装置的核心测量设备，它能够准确地测量气体的流量。
流量测量系统的精度应符合相关标准，并经过定期的校准和维护。
五、压力测量系统压力测量系统用于测量音速喷嘴气体流量标准装置内部的气体压力。
该系统应具备高精度和稳定性，以确保试验结果的准确性。
六、温度测量系统温度测量系统用于测量音速喷嘴气体流量标准装置内部的气体温度。
该系统的精度应符合相关标准，并经过定期的校准和维护。
七、控制系统控制系统是音速喷嘴气体流量标准装置的核心控制系统，它能够控制各组成部分的协调工作，并实现自动化操作。
控制系统应具备稳定性、可靠性和灵活性。
八、安全保护装置安全保护装置用于保障音速喷嘴气体流量标准装置的安全运行。
该装置应包括紧急停机功能、过载保护功能、超压保护功能等。
九、辅助设备音速喷嘴气体流量标准装置还包括一些辅助设备，如管道、阀门、仪表等，它们在装置的运行过程中起到辅助作用。
这些设备应符合相关标准，并经过定期的检查和维护。
十、操作与维护手册操作与维护手册是音速喷嘴气体流量标准装置使用和维护的重要参考资料。
该手册应包括设备操作说明、维护建议、安全注意事项等内容，以帮助操作人员和维护人员正确使用和维护设备。
手册应定期更新以适应设备的变化和更新。
十一、校准和维护1. 校准：音速喷嘴气体流量标准装置应定期进行校准，以确保其测量准确性和稳定性。
音速喷嘴法气体流量标准装置的基本原理
对于空气，k=1.4，则（P1/P0）=0.5282.理 想条件下的质量流量在理想条件下,音速文丘利
喷嘴的质量流量公式：
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"align=middleborder=0>xxxxxxxxxxx xxxxxxxxxx(2)
装置流量范围的选择方法和确定
根据音速喷嘴的流量计算公式（式（4））可 知，在临界条件下，改变音速喷嘴的滞止压力值， 则可改变通过音速喷嘴的质量流量值。实际上，
是通过调节压力调节阀来调节流量。
同样，也可通过改变流通面积来改变流量， 即通过若干个音速文丘利喷嘴的组合，或设计时 将某一个音速喷嘴的面积增大来达到所需要的 流量。在设计高压或常压式音速喷嘴法气体流量 标准装置时，都可以采用这种方法。
式中，
qm----音速文丘利喷嘴在实际条件下质 量流量（kg/s）C*----气体在实际条件下的临界流函数，假 定气体为一维、等熵流动,利用实际气体的热力
学性质表，可用计算机计算出来。
C----流出系数，C 是对“一维、等熵流动” 等假设条件的修正。C 只是雷诺数 Red 的函数。
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"align=border=0>xxxxxxxxxxxxxxxxx xxxx(5)
喷嘴，此时的节流压力比称为临界压力比。
在理想条件下，即气流是一维流动、等熵、
完全气体，则从理论上可导出临界压力比的计算
公
式
：
500){this.resized=true;this.style.width=5 00;}"align=middle>xxxxxxxxxxxx(1) 式 中 ， k----气体等熵指数，对于完全气体，k 等于比热 比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
d----音速文丘利喷嘴的喉部直径（m）
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
m0----气体在滞止条件下的动力粘度（kg/ （m×s）
从式(4)中可以看出，只要用试验的方法求 得流出系数 C，就可按测得的滞止压力 P0 和滞止 温度 T0（由查表可得 C*）计算出质量流量 qm。
P0----音速文丘利喷嘴前的气体滞止绝对 压力（Pa）
T0----音速文丘利喷嘴前的气体滞止绝对 温度（K）
RM----气体常数（J/（kg×K）），对于空气， R=287.1
3.实际条件下的质量流量在实际条件下,音
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
速文丘利喷嘴的质量流量公式： 500){this.resized=true;this.style.width=5 00;}"align=border=0>xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx (4)
喷嘴，此时的节流பைடு நூலகம்力比称为临界压力比。
在理想条件下，即气流是一维流动、等熵、
完全气体，则从理论上可导出临界压力比的计算
公
式
：
500){this.resized=true;this.style.width=5 00;}"align=middle>xxxxxxxxxxxx(1) 式 中 ， k----气体等熵指数，对于完全气体，k 等于比热 比。
装置流量范围的选择方法和确定
根据音速喷嘴的流量计算公式（式（4））可 知，在临界条件下，改变音速喷嘴的滞止压力值， 则可改变通过音速喷嘴的质量流量值。实际上，
是通过调节压力调节阀来调节流量。
同样，也可通过改变流通面积来改变流量， 即通过若干个音速文丘利喷嘴的组合，或设计时 将某一个音速喷嘴的面积增大来达到所需要的 流量。在设计高压或常压式音速喷嘴法气体流量 标准装置时，都可以采用这种方法。
图 1 音速喷嘴法气体流量标准装置检定原理 1所示,用真空泵1将空气由被检表的上游直管段 入口吸入，经过被检表前直管段、被检表 11 和 被检表下游直管段进入滞止容器 8，在滞止容器 的下游，有一组音速喷嘴 5，控制音速喷嘴下游 的开关阀门 4，可以任意选择所要开关的音速喷
嘴，以达到改变被检表流量的目的，滞止容器需 要测温 6 测压 7，代入公式计算可以得到通过音 速喷嘴的质量流量，亦即通过被检表处的质量流 量。通过测量被检表处的温度 10 和压力 12，可 以计算出空气密度，进而得到标准体积流量。流 量调节阀 9 一般只用于开关，也可作为调节流量 的辅佐手段。在进行小流量检定时，可以不用开 启真空泵，只要储气罐 2 的真空度能够满足要求 即可。真空泵的能力应满足下列两个条件：第一， 真空泵所提供的流量应大于被检流量计的最大 流量；第二，在测量过程中，真空泵所提供的真
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
空度应满足音速喷嘴的临界压力比。流量计算公 式 1.临界压力比及其计算公式
当气流处于亚音速时，喉部的气体流速将随 节流压力比（即出口压力 P1 与上游滞止压力 P0 之比）的减小而增大。当节流压力比减小到一定 值时，喉部流速达到最大流速----音速，即达到 所谓的临界流，此时，如果 P0 不变，再减小 P1 （即再减小节流压力比）流速将保持不变，也就 是说，流速不再受下游压力的影响。此时的文丘 利喷嘴称为音速文丘利喷嘴，又称临界流文丘利
式中，qmi----音速文丘利喷嘴在理想条件 下的质量流量（kg/s）
A*----音速文丘利喷嘴的喉部面积（m2） C*i----气体在理想条件下的临界流函数
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"align=border=0>xxxxxxxxxxxxxx(3)
式中，
qm----音速文丘利喷嘴在实际条件下的质 量流量（kg/s）
C*----气体在实际条件下的临界流函数，假 定气体为一维、等熵流动,利用实际气体的热力
学性质表，可用计算机计算出来。
C----流出系数，C 是对“一维、等熵流动” 等假设条件的修正。C 只是雷诺数 Red 的函数。
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"align=border=0>xxxxxxxxxxxxxxxxx xxxx(5)
引言
标准表法流量标准装置的方法很多，下面介 绍一种用音速文丘利喷嘴作标准表的气体流量 标准装置。与用其它流量计作为标准表相比，用 音速喷嘴作为标准表具有很多优点，如结构简 单、性能稳定、准确度高、无可动部件、维护方 便、检定周期长（五年）等等。音速喷嘴法气体 流量标准装置适用于对各种气体流量计的检测 和校准,可以检测质量流量计、速度式流量计、 容积式流量计、转子流量计、差压式流量计或其
装置流量范围和流量点的选择原则：第一， 选择该装置主要检定的流量计（如涡街流量传感 器或涡轮流量计）的流量范围。第二，根据 JJG198-1994《速度式流量计检定规程》规定的
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
流量检定点,选择音速文丘利喷嘴的流量及数 量。
1ci0f6c7d 金世豪/
对于空气，k=1.4，则（P1/P0）=0.5282.理 想条件下的质量流量在理想条件下,音速文丘利
喷嘴的质量流量公式：
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"align=middleborder=0>xxxxxxxxxxx xxxxxxxxxx(2)
500){this.resized=true;this.style.wid th=500;}"border=0>1.真空泵 2.储气罐 3.汇流
能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一
管(容器)4.开关阀 5.音速文丘利喷嘴 6.滞止容 器温度计 7.滞止容器压力计 8.滞止容器 9.流量 调节阀 10.被检表后温度计 11.被检流量计 12. 被检表前压力计
它种类的流量计。
装置结构音速喷嘴法气体流量标准装置的 结构 1 所示。对于流量比较大的标准装置，需选 用水环式真空泵，因此还需冷却塔、离心泵、地 下水池、消音器。为了调整入口气体流场和降低 噪音，还应在入口处安装喇叭形入口。被检表的 前后直管段应足够长。此外，还应配备配电柜、 计算机、夹表器、控制系统和数据采集系统。