负压音速喷嘴流量标准装置介绍
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）
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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
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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。
作业二音速喷嘴标准装置设计
n qmin
ln 2
2020/6/21
6
音速喷嘴数量确定
qmax ＝19000 / 25 760 qmin n ln(760 1) 9.57 10
ln 2
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7
喷嘴喉部直径确定
qm AC
P0 RT0
K 1
2 2( K 1) K 1
K＝0.68473
qm AC
11
流量分辨力
• 上述计算的一套喷嘴系统，流量的分辨 力是最小流量qmin，可以调节到任一最小 流量qmin的倍数。
• 为了提高标准装置的流量分辨力，最小 流量qmin应尽可能小。为了达到这一目的， 喷嘴数量就会增加。
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12
问题：
• 如果想要使音速喷嘴流量标准装置的流 量分辨力为1kg/h，上限流量还是19000 kg/h，则需要多少喷嘴，它们的喉部直径 应该如何设计？
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3
标准流量计组合条件
• 最小标准流量计的最小流量不大于被检流量 计的最小流量；
• 所用标准流量计的上限流量之和不小于被检 流量计的最大流量；
• 被检流量计的任一流量都可以用单台或多台 组合的标准流量计得到；
• 满足上述3条件，设置的标准流量计数最少。
2020/6/21
4
音速喷嘴工艺设计计算
1
d2 0.02782 (40 / 3600) 2 2.93mm
1
d3 0.02782 (80 / 3600) 2 4.15mm
1d4 0.02782 (10 / 3600) 2 5.86mm
1
d5 0.02782 (320 / 3600) 2 8.29mm
1
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不确定度分析
音速喷嘴法气体流量标准装置不确定度分析一、概述GLV-Z系列临界流文丘利喷嘴气体流量标准装置（以下简称置），选用符合国际标准（ISO9300）的临界流文丘利喷嘴气体流量标准，采用标准流量计比较发原理进行流量计的检定或测试。
本报告引用643-2003国家计量检定规程“标准表法流量标准装置”。
1、JJG643-2003国家计量检定规程“临界流流量计”；2、JJG620-94国家计量检定规程“临界流流量计”；3、CNAL/AC012003“检测和校准实验室认可准则”；4、CNAL/AG062003“测量不确定度政策实施指南”。
二、装置简介1、基本结构该装置按照主要功能分成两大部分：主要的装置设备部分和专用管理软件部分，装置的谁被部分主要由以下五部分组成：1.1装置计量部分该部分包括：滞止容器、被压容器、音速喷嘴组、阀门组、压力变送器、温度变送器、阀门组等。
2、工作原理与特点2.1测量原理临界流文丘利喷嘴（简称喷嘴），当气体通过喷嘴喉部最小截面时，在达到临界压比下[P/P ≤0.528时空气]其流速达到最大值（音速），但小于临界压比时，气体通过该截面上的流速仍然保持最大值，音速不变。
我们就是利用临界流喷嘴具有这一特性，作为气体计量量值标准的理论依据。
根据空气动力学，热力学，分子物理学等知识，经理论推导，通过临界流喷嘴的气体质量流量，可按下式计算：Qg =Tp C d φ3778.01P PH ϕ-kg/h (1)Qg ：通过临界流喷嘴的气体质量流量（㎏/h ） P ：临界流喷嘴前滞止绝对压力（KPa ） T ：临界流喷嘴前滞止绝对温度（K ）ф：和临界流喷嘴喉部面积等有关系数（制造单位给出） Cd ：流出系数（制造单位给出）PH ：在实验室条件下饱和蒸汽压力Kpa （计算机内可查） Ф：在实验室条件下相对湿度（湿度计实测获得） Po ：在实验室内大气压力根据连续性原理，通过被检流量计的质量流量Qg ，一定等于通过临界流喷嘴的质量流量Qg 。
音速喷嘴气体流量标准装置在线校准
第42卷第4期 2021年4月白动化仪表P R O C E S S A U T O M A T I O N I N S T R U M E N T A T I O NVol.42 N o.4Apr.2021音速喷嘴气体流量标准装置在线校准江航成，郭刚，钭伟明(金卡智能集团股份有限公司，浙江杭州310018)摘要:为研究气体流量装置的量值溯源、解决目前校准方法存在的缺点，提出一种通过直接测量已知标准气体体积的在线校准新方法。
以高准确度的活塞标准装置作为误差为0的标准表，采用音速喷嘴标准装置测试其误差，实现在线校准。
通过构建虚拟表，以两 套标准装置同步采样计量，测得流经该虚拟表的实际气体体积并进行比较，以达到校准目的。
重点介绍了移动活塞装置在线校准的测量原理、数学运算模型、具体操作流程及测量不确定度的评定。
该方法全面、综合考虑影响装置准确度的各项因素；在线校准不用拆卸;操作方便快捷;直接完成对累积流量的校准,测试结果准确....通过G=05%Jt = 2活塞式气体流量标准装置，校准R= 0. 5%、f t= 2的音速喷嘴装置，在4 m_V h流量点下的误差为0.14%，扩展不确定度达到0.16%。
试验结果证明了该在线校准方法准确性与可行性，为其他流量标准装置的累积流量的溯源提供参考。
关键词:音速喷嘴装置；活塞流量标准装置；气体流量标准装置；累积流量溯源；在线校准；音速喷嘴；燃气表中图分类号：TH-814 文献标志码：A DOI ：10. 16086/j. cnki. issnl000-0380. 2020040034Online Calibration of Sonic Nozzle Gas Flow Standard DeviceJ I A N G H a n g c h e n g,G U O G a n g,D O U W e im in g(Goldcard Smart Group C o.,Ltd.,H angzhou 310018,China)Abstract ：In o rd e r to solve th e sh o rtco m in g s o f c u rre n t c a lib ra tio n m e th o d s, a new o n lin e c a lib ra tio n m eth o d by d ire c tly m easu rin g th e know n sta n d a rd gas v o lum e is p roposed. T ak in g th e p isto n s ta n d a rd d e v ic e w ith h ig h a c c u ra c y a s th e m a ste r m e te r w ith erro r of 0,th e so n ic nozzle s ta n d a rd d ev ice is u se d to realize o n lin e c a lib ra tio n by testin g its erro r. T h ro u g h th e c o n stru c tio n of virtual m e te r, two se ts of s ta n d a rd d e v ice a re m e asu red w ith sy n ch ro n o u sly sa m p lin g. To flow th ro u g h th e v irtu a l m e te r w ith a ctu al gas v o lu m e, th e p u rp o se o f c a lib ra tio n is a ch iev ed by co m p arin g two te stin g resu lts. T h is p a p e r fo cu ses on th e m e a su re m e n t p r in c ip le, m a th e m a tic a l m o d e l, sp e c ific o p eratio n p ro cess an d e v alu atio n o f m e a su re m e n t u n c e rta in ty of m o b ile p isto n d e v ic e w ith o n lin e calib ratio n. T h is m eth o d co m p reh en siv ely c o n sid ers v ario u s facto rs affe ctin g th e ac c u ra c y of th e d e v ic e, an d no n e e d to b e d isa sse m b le d w ith o n lin e c a lib ra tio n. T h e o p eratio n is co n v e n ien t an d f a s t, an d th e total flow is c a lib ra te d d ire c tly, an d th e test resu lts can b e a c c e p ta b le. T h ro u g h th e p isto n gas flow s ta n d a rd d e v ic e w ith U T=0.05%, A: = 2, th e ca lib ra tio n e rro r of th e so n ic nozzle d ev ice w ith U r =0. 5%, k = 2is 0. 14%at th e flow p o in t of 4m3/h,a n d th e e x p a n d e d u n c e rta in ty is 0. 16%. T h e ex p erim en tal re su lts confirm th e a c c u ra c y an d feasib ility of th e o n lin e c a lib ra tio n m e th o d, a n d p ro v id e re fe re n c e fo r th e trace ab ility of to tal flow of o th e r flow sta n d a rd d ev ices.Keywords ：S onic nozzle d e v ic e；P isto n flow sta n d ard d ev ice ；G as flow s ta n d a rd d ev ice ；T o tal flow tra c e a b ility；O n lin e c a lib ra tio n；S onic n o z z le；G as m e te r〇引言近年来，随着清洁能源的推广和城市的飞速发展，天然气的应用日趋普遍，燃气表具有计量精度较高、量 程范围宽、稳定性好、价格低廉等优点，广泛应用于燃气的贸易结算。
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负压音速喷嘴流量标准装置介绍负压音速喷嘴是一种常用于流体力学和燃烧领域的关键实验装置，用于测量和研究流体通过喷嘴的流量、速度和压力等重要参数。
它是通过将气体压力降低为负压来实现的，以产生超声速喷流并稳定其流动状态。
在实验室和工业应用中，负压音速喷嘴流量标准装置被广泛应用于气体流量计量和流体动力学研究。
下面将按照列表来详细介绍这一装置。
一、负压音速喷嘴概述
负压音速喷嘴是一种能够产生音速或超音速风速的装置，它采用了特定的结构和设计，通过引入气体负压来引导高速气流通过喷嘴，从而形成高速紊流。
喷嘴的设计和结构决定了其能够实现稳定的超音速流动状态。
二、负压音速喷嘴流量计测量原理
1. 流体力学原理
负压音速喷嘴流量计的工作原理基于负压作用下的流体力学原理，利用负压差引导气体通过喷嘴形成超声速流动状态。
通过测量喷嘴入口和出口的压力差以及流动面积，可以计算出流量。
2. 测量装置原理
负压音速喷嘴流量计由负压系统、流量传感器、控制器和数据采集系统等组成。
其中，负压系统负责产生并稳定负压，流量传感器用于检测流量，控制器根据传感器输出的信号控制负压系统的工作，数据采集系统用于记录和分析数据。
三、负压音速喷嘴流量标准装置的组成部分
1. 喷嘴结构
负压音速喷嘴的关键组成部分是其特殊设计的喷嘴，包括入口截面、过渡段和出口截面等。
喷嘴的结构和尺寸对喷嘴的流量和速度等参数有着重要影响。
2. 负压系统
负压音速喷嘴流量标准装置中的负压系统负责产生和维持需要的负压条件。
负压系统通常由真空泵、负压调节阀和负压传感器等组成，通过控制阀门调节负压大小，同时监测负压值。
3. 流量传感器
流量传感器是负压音速喷嘴流量计的关键组成部分，用于测量流体通过喷嘴的流量。
常用的流量传感器有热式流量计、差压流量计等，根据传感器的输出信号可以计算出喷嘴的流量。
4. 控制器和数据采集系统
控制器和数据采集系统用于控制和监测负压系统以及流量传感
器的工作，并将测量到的数据记录下来。
控制器通常采用微处理
器或PLC等进行控制，数据采集系统则负责记录和保存数据，以
供后续分析和处理。
四、负压音速喷嘴流量标准装置的应用领域
1. 气体流量计量
负压音速喷嘴流量标准装置在气体流量计量领域中得到广泛应用，可以用于校准和验证各种类型的气体流量计。
通过测量喷嘴
流量和压力差等参数，可以计算出气体的流量，从而实现对气体
流量计的准确校准。
2. 燃烧研究
负压音速喷嘴流量标准装置在燃烧研究领域中也有重要应用。
通过调节喷嘴结构和负压条件，可以模拟不同燃烧工况下的流体
流动状态，进而研究燃烧过程中的流体力学特性和传热传质性能。
3. 流体动力学研究
负压音速喷嘴流量标准装置还被广泛应用于流体动力学研究领域。
通过测量和控制喷嘴流量和压力等参数，可以研究流体在超
声速流动状态下的导流特性、剪切力和湍流效应等，从而对流体
动力学行为进行深入研究。
总结：负压音速喷嘴流量标准装置是一种重要的实验设备，用于测量和研究流体通过喷嘴的流量、速度和压力等参数。
其原理是通过负压作用下的流体力学原理实现的，包括喷嘴结构、负压系统、流量传感器、控制器和数据采集系统等组成部分。
该装置在气体流量计量、燃烧研究和流体动力学研究等领域具有广泛应用价值。