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临界流文丘里喷咀文摘之三

孙淮清
编者按
 
  -临界流文丘里喷咀(亦称音速文丘里喷咀,音速喷咀等)国际标准ISO9300(1990)颁布已有十余年了。十余年来国际上对音速喷咀的研究试验无论在广度或深度上都有新的发展。音速喷咀作为气体流量的传递标准在天然气输气干线实流校验装置上已作为最通用的流量标准使用,值得注意的是,它在城市天然气流量计急需的流量标准装置中愈来愈成为主要的传递标准。ISO9300的数据仅适用于ReD≥105以上的流量,但是城市天然气流量计的雷诺数应用范围远低于此数值,国际上正集中力量在此领域进行科研开发。为适应我国西气东输工程的需要,我们搜集了ISO9300颁布后在专业期刊上发表的论文数十篇,准备在网上以文摘形式陆续发表,并选择少数几篇全文译出以飨网友。

音速喷咀之间的干扰效应
y. M. choi, K. A. Park, S. O. Park
摘 要 十三

用音速喷咀组件作为标准系统可以用于校准大容量的流量计。由许多只喷咀组合而成的紧凑的移动式校验器的结构中,喷咀希望安装的尽量靠近,由单只喷咀校准的组合件在预测质量流量时临近喷咀之间的干扰影响会产生附加误差源。一台喷咀组合件由7只圆环喉部喷咀组合而成,其喉径为4.3mm,它们组合成六角形状。它在原级标准上校准,滞止压力为(0.5-2)MPa,喉部雷诺数为(0.4-1.2)×105。三个安装板音速喷咀之间的距离为(16-81)mm(L/d为3.7-9.5),喷咀组合件的7只喷咀的平均流出系数是从单只音速喷咀测得的流出系数计算得到的。全部测试情况与由直接测量结果的差值在±0.05%以内。6只外围喷咀距管壁附近为2.3d,它对实验结果没有影响。作为雷诺数函数的流出系数与ISO9300推荐的公式是一致的。
《Flow Measurement and Instrumentation》1997, No 2

 在同一测量管中三只不同喉径的音速喷咀的干扰效应
Y. M. choi, K. A. Park, J. T. Park, H. M. Choi, S. O. Park

摘 要 十四

校准大容量气体流量计时,可以用音速喷咀组合件作为标准系统。国际标准(ISO 9300;1990)允许单只喷咀安装于试验管段作为流量传递标准,对于多只喷咀用于单一管道,音速喷咀以及组合室之间的相互干扰必须测试,并预测由这些单只喷咀组成的陈列喷咀的流出系数,邻近喷咀之间的干扰效应在质量流量测量时会产生附加误差源。有三种不同喉径(d=4.3,8.1和13.4mm)的音速喷咀在单一管道中三种几何排列。质量流量用原级气体流量标准系统测量,音速喷咀三块安装板各喷咀以及与容器壁之间的距离是变化的,此三只单独的音速喷咀的流出系数与ISO推荐的公式的一致性在±0.2%以内。

对低雷诺数下音速喷咀的临界压力比的估算
K. A. Park, Y. M. Choi, H. M. Choi, T. S Cha, B. H Yoon
摘 要 十五

现在在气体流量测量领域音速喷咀作为标准流量计而应用,音速喷咀的临界压力比值是保持其工作状态的一个重要因素,ISO9300建议音速喷咀的临界压力比为面积比值的函数。本研究试验按ISO 9300建议设计13只音速喷咀,其扩散半角为2°-8°,喉径0.28mm到4.48mm,试验结果表明2°-6°与ISO 9300类似,但是临界压力比对于8°角的喷咀与ISO 9300比较则减少5.5%。但是ISO 9300对于雷诺数低于105的临界压力比并未预测。试验表明音速喷咀在低雷诺数时临界压力比与雷诺数成关系,而不是如ISO 9300所指那样,与面积比成关系。本研究提出建议,小音速喷咀的临界压力比与低雷诺数的关系式,在置信概率95%时不确定度为±3.2%。
《Flow Measurement and Instrumentation》2001, No 1

一种新的天然气临界质量流关系式

T. WeBerG
摘 要 十六

提出一个高准确度预测天然气质量流量的简化关系式。关系式包括压力范围为1-180巴和温度为280-340K,它是基于应用AGA No8状态方程和Aly-Lee's比热容方程的广泛计算,关系式和基本数据之间的平均偏差为0.2%。
《Flow Measurement and Instrumentation》1990, No 3

饱和湿蒸汽用的临界流文丘里喷咀
A. Amini, I. Owen

摘 要 十七

本文阐述临界流文丘里喷咀流量计在湿饱和蒸汽中应用的研究结果。采用蒸汽状态方程计算真实气体流量系数,它表明沿着饱和线蒸汽的性质远离理想状态。喷咀采用过热蒸汽校准,用冷凝秤量容器测量其流量与用喷咀测量的流量的一致性在±2%以内。其中一半的不确定度是校验装置和喷咀方程中采用的被测参数的不确定度引起的。喷咀后来又在干度低于84%下校准,喷咀仍可以在用一个湿蒸汽校正系数下应用,或者在喷咀前面安装一台高效蒸汽/水分离器,然后可认为蒸汽成为干饱和的,其质量流量不确定度为3%。
《Flow Measurement and Instrumentation》1995, No1

临界流文丘里喷咀的入口形状对流出系数的影响
Kyung-Am Park

摘 要 十八

在高压气体流量标准系统求得临界流文丘里喷咀的流出系数,它是一个重力秤量式系统,对于8mm喉径的文丘里喷咀的校准不确定度在4MPa和1MPa分别获得±0.08%和±0.14%的校准不确定度。按照ISO规范加工的临界流文丘里喷咀的流出系数与ISO关系式很好地符合。小入口半径由于入口长度变短,入口锐缘产生分离使得流出系数显著地降低。有长入口半径的喷咀,入口长度对流出系数的影响相对小些,但在短的入口长度时影响变得显著。入口处的分离效应比较边界层生长的影响要强烈,对ISO规范建议的临界流文丘里喷咀的形状实验结果提供很好的支持。
《Flow Measurement and Instrumentation》1995, No1

 

 

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