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 技术论文

临界流文丘里喷咀文摘之五

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。

在高压天然气下用音速喷咀校准流量计
H. Dietrich, B. Nath, E. V. Lavante, M. Jaeschke, P. Schley, H. J. Hotze
摘 要 二十六

一种新型CEN标准气体流量计,需校准的工作压力高于4巴。但是在这种压力范围内,特别是小流量,世界上只有少数合用的校验装置。基于在大气条件下用空气的音速喷咀有很好的经验,它们用来校准高压天然气下的气体流量计。
本文提出高压天然气校验装置中设计和使用音速喷咀的新概念,它是基于理论、模拟和测量结果的。这个概念包括精确的方法以考虑气体组分以及喷咀流量的边界层和热力影响。
《FLOMEKO 2000》2000年

对在小孔中临界流流动的数值研究
Paulo J. S. Jabardo, Kazuto Kawakita

摘 要 二十七

本文提出在小圆柱孔中临界流的数值研究。微孔的直径范围从16到423μm,其长度与直径比值(L/D)从0.6到16,采用数值解进行模拟。流量模拟是在某些背压与上游压力比值(Pb/Po)并在增压(增加上游压力Po)和真空(降低背压Pb)下进行的。数值结果和用实验数据计算的流量进行比较来验证。比较表明模拟与实验数据很好得符合。结果还表明,当小直径孔工作与真空条件下在临界流区域雷诺数和体积流量两者都保持常数。但是,当工作于压力情况下,甚至在临界流条件依赖于上游滞止情况体积流量亦不稳定,在降低背压与上游压力比值时雷诺数是增加的。
《FLOMEKO 2000》2000年

各种几何参数对音速喷咀流动特性的影响
E. von Lavante, A Zachcial, D. Zeitz, B. Nath, H. Dietrich

摘 要 二十八

对改变各种基本几何形状的音速文丘里喷咀进行现场的数值分析,用于气体流量计的基本喷咀在雷诺数1.5×105进行模拟。改变包括喉部以后喷咀管壁的台阶,管壁的抽吸和三个不同的扩散器弧角。作者提出应用可压缩性粘性流求解的流量模拟。在某些情况下,流量有显著改进,并达到增大流出系数Cd。
《FLOMEKO 2000》2000年

表面粗糙度对小型临界流文丘里喷咀流量特性的影响
G. Wendt, E. Von Lavante
摘 要 二十九

本文叙述对一组50只直径从0.15mm到10mm的临界流喷咀进行实验结果,特别着重于直径小于1mm的小型喷咀。全部喷咀的形状按照现行标准ISO9300制造,不过其表面的加工质量与此标准有不同的要求,其平均糙度在0.1μm到1μm之间。
本试验研究包括确定临界流流径文丘里喷咀的通用关系和它们与表面质量的相关关系。文章刊载了不同内表面喷咀和大型喷咀喉部机械检查的结果的照片以及流径模仿表面缺陷的流动特性的模拟计算的结果。
全部研究结果得出同样的结论:当表面粗糙度在0.1μm到1μm之间时(此表面粗糙度范围相当于采用普通车床很好地加工表面的质量)找不出小型音速文丘里喷咀的流量特性有系统性或显著地差别。
因此,临界流喷咀甚至在不能严格满足标准的要求的情况下都可以应用,它不会改变其流量特性。
《FLOMEKO 2000》2000年

对小型音速文丘里喷咀中流场的研究
E. von Lavante, M. Ishibashi, G. Wendt

摘 要 三十 

对某些应用于小雷诺数流量测量的音速文丘里喷咀进行流场的详细研究,本研究涉及的雷诺数范围扩展到4×103至4.4×104。实验部分包括总体参数如流出系数Cd和局部流动参数,如恢复温度Tr,在两个不同的科学研究地点独立地进行研究。两者发现流动现象不能应用简单的线性理论解释。因此,现有研究的数值部分对相应的流场采用可压缩流体粘性流进行模拟求解。数值和实验结果的质量一致性是满意的,这些相互对照给予作者解释大部分观察到的物理想象。
《FLOMEKO 2000》2000年

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