内锥流量计可膨胀系数研究

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1、内锥流量计可膨胀系数实验研究徐英，杨会峰，张涛（天津大学电气与自动化工程学院,天津300072）摘要：为提高内锥流量计气体流量测量的准确性，探索可膨胀系数的高精度计算模型，设计了内锥流量计实验样机，利用正压法临界流音速喷嘴气体流量标准装置开展了实验，根据可膨胀系的拟合方案，获得了高准确度的计算公式；与经典标准孔板公式、标准文丘里管公式及国外研究机构给出的三个内锥流量计公式进行了比较，绘出不同节流比下各公式可膨胀系数的预测曲线及相对误差曲线，得出当流动条件相同时，对于同一节流比及同一等熵指数，研究获得的可膨胀系数公式均方根误差优于0.7%。关键词：计量学；内锥流量计；可膨胀系数；节流

2、比；均方根误差中图分类号：TB937文献标识码：A文章编号：1000-1158（2008）3A-0000-00ExperimentalResearchontheExpansibilityFactorfortheConeFlowmetersXUYing，YANGHui-feng，ZHANGTao(SchoolofElectricalandAutomaticEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Inordertoimprovethegasflowmeteringaccuracyandderiveagoodc

3、omputationalmodeloftheexpansibilityfactorfortheconeflowmeters,asetoftestprototypeshavebeendesignedhere.Usinggasflowcalibrationdevicebasedonthecriticalflownozzlesandthepositivepressuremethod,theexperimentalresearchhasbeencarriedoutandacalculationformulahasbeenobtainedafterdeducingthefittingmode

4、lofexpansibilityfactoroftheConeflowmeterstheoretically.Comparingwithstandardorifice,venturi,andthethreeformulasfortheconeflowmetersachievedfromtheresearchorganizationabroad,thepredictioncurvesandrelativelyerrorcurvesoftheexpansibilityfactorwithdifferentequivalentdiameterratioshavebeendepicted.

5、Whilebeingthesameflowconditions,thesameequivalentdiameterratio,andthesameentropyexponential,thesquareaveragedrooterrorsoftheexpansibilityfactorformulaobtainedherearelessthan0.7%.Keywords:Metrology;Coneflowmeters;Expansibilityfactor;Equivalentdiameterratio,Averagedsquarerooterror式中：β为节流比；Δp为差压值

6、；κ为等熵值数，对1引言于空气，κ≈1.4；p1为内锥流量计上游取压值。2001年Stewart等人分别研究了V-Cone和90年代初期，人们普遍认为内锥流量计的可膨[2,3]Wafer-Cone两种类型内锥流量计的可膨胀系数。胀系数大致和喷嘴、文丘里管相同。但随着研究的在英国国家工程实验室(NEL)进行了实验，拟合了[1]深入，研究者们逐渐对此产生了怀疑。研究显示内式(2)、（3）的可膨胀系数公式:锥流量计的可膨胀系数介于孔板与文丘里管之间并4Δp[2]ε=1−(.0649+.0696β)(2)据经验公式的形式拟合出了式（1）的经验公式:κp14Δp(8)Δpε=1−6.0(+.

7、075β)ε=1−.0755+.6787β(3)κp1(1)κp1表明V-Cone和WaferCone虽然同属内锥流量计，但收稿日期：2008-05-09；修回日期：2008-06-19基金项目：国家“（863）”计划资助项目（2007AA04Z180）作者简介：徐英（1970-），女，吉林市人，天津大学副教授，硕士生导师。主要从事流体过程参数检测研究。（xuying@tju.edu.cn）由于结构上的差异，两者在某些参数和规律上是不尽相同的。由于内锥流量计的结构尚未