pvtt装置检测音速喷嘴原理
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。
音速喷嘴法气体流量标准装置的基本原理
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，
音速喷嘴的工作原理
Schusterweg 1 D-85375 Neufahrn Germany Tel.: +49 8165 64720 Fax: +49 8165 647229 Sonic Nozzles - Operating PrincipleThe Sonic Nozzle (Critical Flow Nozzle, Critical Flow Venturi or Sonic Venturi) consists of a smooth rounded inlet section converging to a minimum throat area and then diverging along a pressure recovery section or exit cone. As a gas accelerates through the Nozzle, its velocity increases and its density decreases. The maximum velocity is achieved at the throat, the minimum area, where it reaches the desired speed of sound (Mach 1). The Sonic Nozzle is operated by pressurizing the inlet (P1) or evacuating the exit (P3), to achieve an Inlet/Outlet (P1/P3) pressure ratio of 1.4 to 1 or greater. This ratio maintains the Nozzle in a "choked" or "sonic" state. In this state, only the upstream pressure (P1) and temperature are influencing the flowrate through the Nozzle. The flowrate through the Nozzle becomes nearly a linear function of the inlet pressure. Doubling the inlet pressure doubles the flowrate.The simplest flow system would use an inlet pressure regulator to control air pressure and a thermocouple to measure temperature. Adjusting the pressure regulator will change and maintain the flow through the Nozzle. Pressure differences within a piping system travel at the speed of sound and generate flow. Downstream pressure disturbances cannot move upstream past the throat of the Nozzle because the throat velocity is higher and in the opposite direction. Since these pressure disturbances cannot move upstream past the throat, they cannot affect the velocity or the density of the flow through the Nozzle. This is what is referred to as a choked or sonic state of operation. This is one of the greatest advantages of Sonic Nozzles when compared to subsonic flowmeters (Venturis or Orifice Plates where any change in downstream pressure will affect the differential pressure across the flowmeter, which in turn, affects the flow). As a result, Sonic Nozzles are ideal for applications where steady inlet flow is required even though there is pulsating or varying gas consumption downstream. They are also ideal as flow limiters since with a fixed upstream pressure both mass and volumetric flows are fixed. Accuracy levels of ±0.25% of reading or better can routinely be achieved since there are no moving parts.Typical Sonic Nozzle Installation ConfigurationsPressurized System This is the most common installation arrangement. A pressurized gas source is used with a pressure regulator upstream of the Sonic Nozzle. The measured process downstream may be at atmospheric pressure or greater as long as a minimum of 1.4 pressure ratio is maintained across the Nozzle. In this arrangement, flow pulsations or fluctuations from the process downstream will not influence the flow through the Sonic Nozzle. The airflow range is only limited by the maximum pressure of the available air supply.Vacuum System If the manufacturing process operates at or near atmospheric pressure, a pull-thru or vacuum system can be used to measure the airflow. This arrangement is good for maintaining airflow to a steady process, but flow range is limited because the upstream pressure of the nozzle is not variable.Multiple Nozzle System To extend the flow range beyond that of a single Nozzle, multiple Nozzles can be installed in parallel. In the arrangement shown in the schematic below, the three Nozzles can be operated individually, in pairs, or all three at once. This system allows the use of binary operation. Each Nozzle is sized to flow approximately twice that of the next smaller one. It's not exactly twice because a Sonic Nozzle cannot be reduced to zero flow, there is a minimum flow necessary to keep the Nozzle choked. For example, if these three are sized for 1, 2, and 4 nl/min, the total covered flow range will be 0.2 to 7 nl/min. For example, 2 nl/min would be obtained by opening Nozzle #2. 5 nl/min would be obtained by opening Nozzles #1 and #3. The flows in between are achieved by adjusting the pressure regulator. Although this is a simplified example, the application is valid and can be extended to any number of Nozzles and flow ranges as the photo of nozzle manifolds shows below.TrigasFI offers Sonic Nozzles in accordance with ASME and ISO standards. The geometry is such that the gas is accelerated along the circular arc converging section and then is expanded in a conical diverging section, which is designed for pressure recovery. In the throat, or minimum area point of the Sonic Nozzle, the gas velocity becomes equal to the speed of sound. At this point, gas velocity and density are maximized, and the mass flow rate is a function of the inlet pressure, inlet temperature, and the type of gas.ASME / ISO Torodial Throat Critical Flow Venturi A complete metering system includes a Sonic Nozzle, Inlet and Exit Sections, Pressure and Temperature Sensors, and a Flow Computer.SONIC NOZZLE ADVANTAGES • • • • • • • • • Internationally Recognized Mass Flow Varies Linearly with Inlet Pressure Minimal Upstream Piping Required Long Term Accuracy Excellent Repeatability No Moving Parts Differential Pressure Measurement Not Required Flow Rate Is Not Affected by Downstream Flow Disturbances Mass Flow is Constant with Varying Downstream PressureTYPICAL SONIC NOZZLE APPLICATIONS • • • • • • • • • • Calibration of Gas Flow Meters Gas Flow Metering Calibration of Turbine Engine Component Gas Passages Calibration of Automotive Component Air Passages Measurement of Automotive Induction Air Automotive Emissions Testing Compressor Discharge Capacity Tests Valve CV Tests Flow Limiting Over Speed Protection of Gas Flow MetersFlow Range: Gases: Accuracy: Repeatability: Pressure Range: Temp. Range:10 – 20000 nlit/min or higher Depending on size of nozzle selected. Consult Factory. Air and non hazardous gases +/- 0.25 % Of Reading or better Depending on calibration and type of gas. Consult Factory. As good as +/- 0.1 % Of Reading, depending on Pressure Transducer and the application conditions. Up to 10 bar (higher pressures available) 10-50 ° CTrigasFI GmbH is Accredited to: ISO 17025 DKD (Deutscher Kalibrierdienst) administered by PTB Equivalent to: COFRAC (France) UKAS (UK) NVLAP (USA) ISO 9001 。
音速喷嘴的工作原理
音速喷嘴的工作原理音速喷嘴是一种常见的工程装置，被广泛应用于航空航天、燃气轮机以及其他领域的燃烧器中。
它通过将高压气体加速至音速以上的速度，实现流动的高速排放。
本文将介绍音速喷嘴的工作原理，以及其在工程领域中的应用和优势。
首先，我们了解一下音速喷嘴的基本结构。
音速喷嘴通常由一个收缩截面和一个扩张截面组成。
收缩截面用于加速流体，而扩张截面则用于适应喷嘴后部的流场。
音速喷嘴的工作原理基于连续流动方程和质量守恒定律。
当高压气体进入喷嘴时，由于收缩截面的存在，气体的流速会加快。
通过收缩截面的加速作用，气体的压力和温度均会下降。
在加速过程中，当气体的流速逐渐接近声速（即音速）时，气体的压力和温度达到最低点。
此后，当气体进入扩张截面时，流速开始逐渐减小，压力和温度也会随之升高。
在实际应用中，音速喷嘴通常用于将高压气体转化为高速的喷射流。
例如，在燃气轮机中，高压燃气会经过音速喷嘴，转化为高速喷射流，进一步驱动涡轮转子，从而产生动力。
类似地，在航空航天领域，音速喷嘴也被广泛用于火箭发动机中，将燃料和氧化剂喷出，产生巨大的推力。
音速喷嘴的工作原理有许多优势。
首先，音速喷嘴能够将高压气体转化为高速喷射流，从而增加了动力的输出。
其次，音速喷嘴结构简单，制造成本较低，易于维护和更换。
此外，通过合理设计喷嘴的收缩角度和扩张角度，可以实现更好的流体加速效果和流体流线的控制。
然而，音速喷嘴也存在一些局限性。
首先，由于喷嘴过程中气体温度和压力的变化较大，喷嘴材料需要能够承受较高的温度和压力。
此外，音速喷嘴还需要对气体流动进行精确的控制，以避免涡旋、分离等不稳定流动现象的发生。
综上所述，音速喷嘴通过收缩截面和扩张截面的结构设计，实现了高压气体的高速加速和喷射。
其工作原理基于连续流动方程和质量守恒定律，具有高效、简单、可靠的优点。
在航空航天、燃气轮机以及其他领域中，音速喷嘴得到了广泛应用，为工程领域的发展做出了重要贡献。
PVTt法气体流量标准装置中标定时间的确定
现将气体变化过程看成由许多小的准平衡过程
组成。正如前所述, 在某一小的准平衡过程中认为 多变指数是一样的, 比如以 = 0. 01 s内发生的过
程为一个小准平衡过程, 那么第 1个 0. 01 s时有
P 1 = P i ( ) 1 n i
i
第 2个 0. 01 s时有 P2 = P1 ( )2 n1
qm
=
m t标定
= mf - m i t标定
V( =
f-
i)
t标定
V( Pf - Pi )
= RT f RT i
( 1)
t标定
式中, m 为在 标定时间内充入标准容器的气体质
量, f 和 i 为充气平衡终态和平衡初态的气体密
度, R 为气体常数。
1 1 充气的启始段 t 对 qm 的影响
在充气过程中, 标准容器的压力是不断增加的,
1. 2. 1 多变指数 n 的确定
容器的充气过程是典型的多变过程, 因此把气
动系统的充气过程分成很多很短的过程来分析其多
变指数 [ 8] 。由热力学知识可知
pvn = C
( 2)
求导得:
dP dv
=
-
nP v
( 3)
式中 v为比容。
从式 ( 3)中可以看 出: 在充气过程中 n 总大于
零的, 0 n 1. 4。
法。最常用的方法是按绝热过程 (多变指数为 1. 4) 或按等温过程 (多变指数为 1. 0)处理。事实上多变 指数既不等于 1. 4也不等于 1[ 7] 。而且多变指数是 直接关系到充气过程中容器内压力变化规律, 进而 影响到 t 值的计算。因此, t的理论值的计算涉及到 两大方面的问题, 其一是多变指数 n的确定, 其二是 激波被推至喉部所用时间的计算。
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)。
pvtt装置检测音速喷嘴原理
PVTT装置是一种用于检测音速喷嘴的装置，它能够精确测量音速喷嘴的参数，为相关研究和应用提供准确的数据支持。
本文将介绍PVTT装置的原理和工作方式，并探讨其在实际应用中的重要性。
PVTT装置是基于PVTT（Pressure-Volume-Temperature-Time）方法的原理而设计的。
该方法通过测量喷嘴周围空气的压力、体积、温度和时间来计算音速喷嘴的参数。
PVTT装置主要由压力传感器、体积测量装置、温度传感器和计时装置组成。
在PVTT装置中，压力传感器用于测量喷嘴周围空气的压力。
通过测量压力的变化，可以得到空气在喷嘴周围的压力分布情况。
体积测量装置则用于测量空气在喷嘴周围的体积。
通过测量体积的变化，可以了解空气在喷嘴周围的流动情况。
温度传感器用于测量空气的温度，而计时装置则用于测量流动过程中的时间。
PVTT装置的工作过程如下：首先，将PVTT装置放置在音速喷嘴周围，并启动计时装置。
然后，PVTT装置开始测量空气的压力、体积、温度和时间。
通过对这些数据的处理和分析，可以计算出音速喷嘴的参数，如流速、密度和温度等。
PVTT装置在实际应用中具有重要的意义。
首先，它可以帮助研究人员了解音速喷嘴的性能和特性。
通过测量音速喷嘴的参数，研究人员可以评估其流动特性、热力特性以及与周围环境的相互作用等。
这对于优化和改进音速喷嘴的设计和应用具有重要意义。
PVTT装置还可以应用于相关领域的研究和开发中。
例如，在航空航天、能源和环境等领域，音速喷嘴被广泛应用于流体控制、燃烧和喷射等过程中。
通过使用PVTT装置，研究人员可以准确测量音速喷嘴的参数，为这些应用提供可靠的数据支持。
PVTT装置是一种用于检测音速喷嘴的装置，它通过测量压力、体积、温度和时间等参数，计算出音速喷嘴的性能和特性。
它在研究和应用中具有重要的意义，能够为相关领域的研究和开发提供准确的数据支持。
随着科学技术的不断发展，相信PVTT装置将在未来的研究和应用中发挥更大的作用。