低雷诺数音速喷嘴临界背压比的实验研究

音速喷嘴是气体流量标准装置中最常用的标准流量计,喷嘴临界背压比直接关系到装置的准确度,喉部雷诺数低于2×105的喷嘴需要进行临界背压比测试。建立了一套基于喷嘴串联方法的临界背压比测试系统,将不易准确测量的质量流量转换为较易准确测量的压力,实现了临界背压比的准确高效测量。研究表明,低喉部雷诺数喷嘴临界背压比小于其设计值,且喉部雷诺数越小,临界背压比越低;另外可能出现一种"非临界状态提前"现象,引起临界背压比的进一步降低,且降低程度与喷嘴加工水平有关,更加说明了临界背压比测试的必要性。

音速喷嘴临界背压比测试方法的比较分析

临界背压比是音速喷嘴最重要的条件保证性参数。对于喉部雷诺数小于200000的音速喷嘴，其临界背压比不再有理论公式可以描述，只能进行一次实流测试来得到。建立了一套音速喷嘴临界背压比的测试系统，并对喷嘴串联方法和标准流量计方法进行了分析和比较，认为前者是较好的方法，其优势主要体现在不必用恒压模式逐点测量，测试速度快，测试结果复现性好。该方法要求两喷嘴之间的容积尽量小，以提高测试的灵敏度。