發(fā)布時(shí)間：2017-10-25 13:15

  本文關(guān)鍵詞：小流量音速噴嘴裝置及測(cè)量特性研究

  更多相關(guān)文章： 音速噴嘴 微小氣體流量 標(biāo)準(zhǔn)裝置 Fluent 不確定度

【摘要】：音速噴嘴是世界各國廣泛使用的傳遞標(biāo)準(zhǔn),具有結(jié)構(gòu)簡單、無可動(dòng)部件、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)良特性,使之在氣體流量計(jì)量領(lǐng)域中占據(jù)了重要地位。在微小氣體流量計(jì)量的迅速發(fā)展下,微小喉徑音速噴嘴的研究更加廣泛。為了將微小喉徑音速噴嘴應(yīng)用于實(shí)際檢定工作中,本文在研究微小喉徑音速噴嘴結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立了一套小流量音速噴嘴氣體流量裝置,并對(duì)裝置的測(cè)量特性進(jìn)行了研究。采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法,通過Fluent仿真軟件,對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)音速噴嘴內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真,分析比較入口段、喉部以及擴(kuò)散段對(duì)流量特性的影響,選擇流出系數(shù)與臨界背壓比都較優(yōu)的圓環(huán)形喉部噴嘴結(jié)構(gòu)作為裝置中使用的噴嘴。提出小流量音速噴嘴氣體流量裝置的總體設(shè)計(jì)方案,并在此基礎(chǔ)上依次完成了硬件選型和機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、基于PLC的下位機(jī)檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及基于LabVIEW軟件平臺(tái)的上位機(jī)監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互、自動(dòng)檢定的功能。對(duì)裝置進(jìn)行了氣密性測(cè)試和檢定實(shí)驗(yàn),完成了不確定度分析與評(píng)定。氣密性實(shí)驗(yàn)研究表明,靜態(tài)過程中,滯止腔內(nèi)氣密性良好；動(dòng)態(tài)檢定過程中,由于裝置流量范圍小,微小泄漏引起的不確定度不可忽略。引入泄漏率不確定度后,小流量音速噴嘴氣體流量裝置擴(kuò)展不確定度為0.264%(k=2),可以對(duì)體積流量在(0.008-1.007)m3/h范圍內(nèi)的質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行檢定。
【關(guān)鍵詞】：音速噴嘴 微小氣體流量 標(biāo)準(zhǔn)裝置 Fluent 不確定度
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH814
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-31
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 氣體流量裝置概述15-24
• 1.2.1 氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的分類15-20
• 1.2.2 小流量氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)展現(xiàn)狀20-24
• 1.3 音速噴嘴概述24-29
• 1.3.1 音速噴嘴基本原理24-25
• 1.3.2 微小喉徑音速噴嘴數(shù)值模擬概述25-27
• 1.3.3 音速噴嘴氣體流量裝置研究現(xiàn)狀27-29
• 1.4 本課題研究內(nèi)容29-30
• 1.5 本章小結(jié)30-31
• 2 小流量音速噴嘴數(shù)值模擬31-58
• 2.1 CFD論基礎(chǔ)31
• 2.2 音速噴嘴計(jì)算模型分析31-36
• 2.2.1 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)31-34
• 2.2.2 臨界流理論基礎(chǔ)34-36
• 2.2.3 計(jì)算模型分析36
• 2.3 圓環(huán)形喉部噴嘴與圓錐形入口噴嘴的數(shù)值模擬36-38
• 2.3.1 幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 2.3.2 模擬參數(shù)設(shè)置37-38
• 2.4 圓環(huán)形噴嘴特性分析38-47
• 2.4.1 流出系數(shù)與幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系38-43
• 2.4.2 臨界背壓比與幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系43-45
• 2.4.3 圓環(huán)形喉部噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)45
• 2.4.4 雷諾數(shù)與噴嘴流出系數(shù)的關(guān)系45-47
• 2.5 圓錐形入口噴嘴的特性分析47-54
• 2.5.1 流出系數(shù)與幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系47-49
• 2.5.2 臨界背壓比與幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系49-52
• 2.5.3 圓錐形入口噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化52-53
• 2.5.4 喉部雷諾數(shù)與流出系數(shù)的關(guān)系53-54
• 2.6 結(jié)構(gòu)對(duì)比54-55
• 2.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-57
• 2.8 本章小結(jié)57-58
• 3 小流量音速噴嘴裝置設(shè)計(jì)58-67
• 3.1 裝置整體設(shè)計(jì)方案58-61
• 3.1.1 技術(shù)指標(biāo)58
• 3.1.2 總體設(shè)計(jì)方案58-59
• 3.1.3 噴嘴及其安裝方式的選擇59-60
• 3.1.4 閥門組與氣源系統(tǒng)設(shè)計(jì)60
• 3.1.5 溫度壓力濕度傳感器選擇60-61
• 3.1.6 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)61
• 3.2 下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-63
• 3.2.1 下位機(jī)選型61-62
• 3.2.2 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)62-63
• 3.3 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)63-66
• 3.3.1 氣密性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)64-65
• 3.3.2 各個(gè)參數(shù)設(shè)置65-66
• 3.3.3 檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)66
• 3.4 本章小結(jié)66-67
• 4 裝置實(shí)驗(yàn)及不確定度分析67-77
• 4.1 裝置實(shí)驗(yàn)67-71
• 4.1.1 裝置氣密性實(shí)驗(yàn)67-69
• 4.1.2 檢定實(shí)驗(yàn)69-71
• 4.2 不確定度的數(shù)學(xué)模型71-72
• 4.3 不確定度分析評(píng)定72-76
• 4.3.1 臨界流噴嘴引入的不確定度73-74
• 4.3.2 滯止壓力引入的不確定度74
• 4.3.3 滯止溫度測(cè)量的不確定度74
• 4.3.4 檢定時(shí)間的不確定度74-75
• 4.3.5 被檢流量計(jì)壓力測(cè)量不確定度75
• 4.3.6 被檢流量計(jì)溫度測(cè)量不確定度75
• 4.3.7 裝置密封性引起的不確定度75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 5 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 結(jié)論77-78
• 5.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 附錄A83-84
• 作者簡歷84

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1093875