柴油机进、排气流量的测量.pdf

i c sj 9 0 1 7 . 1 2 0; 2 7 - 0 2 0 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 g b / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 柴油机进、 排气流量的测量 me a s u r e me n t o f i n t a k e a i r o r e x h a u s t g a s f l o w o f d i e s e l e n g i n e s 1 9 9 9 一 0 8 门 0 发布2 0 0 0 一 0 3 一 0 1 实施 国 家 质 二 量 技 术 监 督 局发布 gb/ t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 目次 前言 。 。 。 工 1范围 。 1 2 参考资料 。 。 。 1 3主要设备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 测量 系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5测量系统 准备 。 6 6 进气 流量 测量 ， 一1 0 7 排气流量计算 . 。 1 8 附录a ( 标准的附录) 流量喷嘴 ， 1 ，. ，. 1 9 附录b ( 标准的附录) 容积式沛量计的校正方法 1 9 附录c ( 标准的附录) 排气质量流量的 测量 。 2 0 g b / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 前言 本标准等同采用美国s a e j 2 4 4 a ug 9 2 : 1 9 9 2 柴油机进气或排气流量的测量 。 本标准的技术内容与s a e j 2 4 4 au g 9 2 : 1 9 9 2 相同， 编写格式基本上与g b / t 1 . 1 -1 9 9 3一致。 原 标准按国际单位制和英制列出两种计量单位， 根据我国情况， 本标准只列出国际单位制计量单位。 本标准的附录a、 附录b, 附录c都是标准的附录。 本标准 由国家机 械工业局提 出。 本标准 由全 国内燃机标准化技术委 员会 归 口。 本标准负责起草单位: 上海内燃机研究所。 本标准参加起草单位: 上海柴油机股份有限公司、 常柴股份有限公司、 上海拖拉机内燃机公司、 武进 柴油机厂、 江苏江动集团有限公司、 全椒柴油机总厂、 郑州金牛( 集团) 股份有限公司、 金马柴油机总厂、 山西车用发动机研究所 本标准 主要起 草人: 李贞、 瞿俊鸣、 吴冠群、 魏善镇 、 王钢锋 、 谢力、 禄君玉。 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 柴油机进 、 排气流量的测量 gb/ r 1 7 8 0 5 - 1 9 9 9 m e a s u r e m e n t o f i n t a k e a i r o r e x h a u s t g a s f l o w o f d i e s e l e n g i n e s 范围 本标准规定 了在稳 态试验工况 下测量柴 油机进气沛量的推荐方法。所讨论的测量方法仅限于工业 上通常使用的计量系统和相关设备， 特别是喷嘴、 层流装置和涡街流量计 本标准规定了精确度指标， 并 且阐明了设备的正确使用方法。有关测量柴油机排气质量流量的推荐方法在本范围内只占极小部分 本标准 的目的是提供在发动机试验室环境 下正确测量 柴油机燃烧 空气流量的方法。 2参考 资料 2 门引用 文件 下列出版物在此规定范围内构成了本标准的一部分。应该使用s a e最新版本的出版物。 s a e j 1 7 7 柴油机排气中二氧化碳、 一氧化碳和氮氧化物的测量 as me ptc 1 9 . 5 - 4 : 1 9 5 9 流量测量 i s a 1 9 7 9 i s b n 8 7 6 6 4 - 4 5 3 - 3 指导手册 试验测量未 、 确度 流体测量仪表的原理和应用 ( a s me， 第六版， 纽约， 1 9 7 1年) ( gmr真径喷嘴) v o s s , l . r . 和h o l l y e r , r . n . 通用汽车公司研究试验室wa r r e n , m工 1 9 6 1 年 1 月 气体热力性质表 美国国家标准局1 9 6 。 年 5 6 4 号通告。 2 . 2 缩 略语和符号 2 . 2 . 1缩略语 a b s 绝对值 c a l 校正值 e x h 排气 r p m每分钟转数 v o l 总容积 mo -湿 的 2 . 2 . 2符号 b大气压力 ， k p a绝对值 c流 出系数 d上游管径 ， mm e渐近速度系数 f面热膨胀系数 mw分子量, k g / ( k g mo l e ) nn霍奇森数 nr 雷诺数 国家质f技术监督局 1 9 9 9 一 0 8 一 1 0批准2 0 0 0 一0 3 一0 1实施 g b / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 p压力 ， k p a q体积流量,m3/s r( 了 r - 通用气体常数， 8 3 1 4 . 4 j / ( k g “ k ) 特定气体常数， j / ( k g “ k ) s w排量 , m t-温度 ， k u不确定度 v速度 ， m/ s 丫膨胀 系数 2 一一压缩系数 b 系统误差 d -喷嘴喉部直径， mm f - 频率， h z m单位时间质量流量， k g / s t 环境温度， k 一 一 绝对粘度， mp a “ s 月 -喷嘴喉部直径比( 喉部或孔 口直径与导管直径之比) p密度， k g / m 。 标准偏差 7 空气比热比 : 1 . 4 0 尸压差， k p a 2 . 2 . 3下标 a绝对 t 试验 mo -湿的 ( t e s t ) 试验条件 ( c a l ) 校正条件 l泄漏 v 蒸气 1 仪表进 口位置 2 仪表出 口位置 3主要设备 3 门部件说明 图 1 部件框图 测量所需部件如图 1所示 ， 说 明如下: g b / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 a )空气滤清器一 仅当流量计需要时。 b ) 流量计一见第 4章。 c )无脉 冲鼓风机一选 用， 以恢复 由流量计和温度控制器所引起 的压力损失 。 d )温度控制器一选用 。 e )节流阀一控 制发动机进气压力。 f )稳压箱一 见 3 . 2 . 9 )发动机。 h ) p4 , p2 , p: 和 p 一压力传感器 。 ， ) t t2 , t , 和 t 4 -温度传感器。 j )从稳压箱到发动机可采用软管连接， 管子长度应保持最短; 管径按最大流速选择， 不得超过 9 0 m/ s k )节流阀一选用 ， 用以控制发动机背压 。该阀通常安置在消声器位置处 ， 如不知消声器位置 ， 建议 将该阀安装在距发动机排气法兰2 。 倍排气管径处。 3 . 2稳压箱容积 由于柴油机的特性 ， 在空气测量 系统 中可能会 出现压力 脉动。 通常 ， 系统中的脉动， 对绝大多数空气 流量计量装置均会产生不利的影响， 为了正确测量空气流量， 必须对其进行控制。流量计和发动机进气 管之 间的稳压箱 可以通 过减弱脉动使流量计免受影响。 3 . 2 . 1 推荐的稳压箱最小容积应符合公式(清洗后的斜管压力计应使用静重检测仪或测微压力计校正， 以确保精确度， 并检验是否使用正 确的液体和湿润剂。 5 . 3流量喷嘴 若要达到最高精确度 ， 必须遵 守一些标准使用准则。 g b / t 1 7 8 0 5 - - 1 9 9 9 a )流体流速必须在低于音速的紊流区域内。 将 p限制在0 . 2 5 -2 . 5 k p a范围内， 可以简化计算和 减少 差错。 b )如果所测流量范围很大， 又需把压差保持在限值以内， 则应更换测量元件。 c )为达到最高精确度， 所选元件尺寸应能产生尽可能大的压差。 若 p超过 5 . 3中a ) 规定的范围， 则为了说明气体在喷嘴喉部的膨胀而应考虑绝热膨胀系数。 5 . 3 . 1 压力测量 由于所有流量测量均取决于喷嘴两端的压降， 为提高精确度， 特作以下推荐: a )进 口压力 1 )如果喷嘴安装在稳压箱进口处( 图2 ) 或管子进口处( 图 3 ) ， 则无需采用进口取压接头， 而可 将大气压看作进口压力。 2 )如果喷嘴安装在连续管中( 图4 ) ， 进口取压接头应位于喷嘴进口平面前的一个管径处。 b )出口压 力 1 )如果喷嘴安装在稳压箱进 口处 ( 图 2 ) ， 则可认为出 口压力等于箱 内压力。 2 ) 如果喷嘴安装在管子进口处( 图3中a) ， 出口喉部取压旋塞应位于喷嘴进口平面后1 . 5 管 径处。如果喷嘴安装在管子进口处( 图3中b ) ， 出口喉部取压旋塞根据图3中b要求应位 于与喷嘴出 口相 同的平面上 。 3 )如果喷嘴安装在连续管中( 图4 ) ， 出口取压接头是管子旋塞， 则应将其放在喷嘴进口平面后 0 . 5 管径处。如果出口取压接头是喉部旋塞， 则可设置两个或更多旋塞; 如果喷嘴是高r系 列， 则旋塞应在喷嘴进口平面后 。 . 5 管径处， 如果喷嘴为低r系列， 则旋塞应在喷嘴进口平 面后 1 . 5管径 处( 见 as me p tc 1 9 . 5 - 4: 1 9 5 9和附录 a 的喷嘴规格 ) 。 c )压差测量喷嘴进口和出口间的压差( 尸) 必须直接从压力计的刻度盘上读出。压力计可用 压力单位校正， 而直接用流量单位读出， 见5 . 2中f ) 要求。 5 . 4层流流量计 5 . 4 . 1 安装要求 a )建议使用空气滤清器， 并且在大多数场合通常需要安装在流量计上游。必须防止层流流量计受 空气尘 埃和油汽 的污染 。 b )应提供测量p , , t 和 p的仪表( 见图 1 ) 。为此工业流量计制造厂一般均在流量计上设有合适 的仪 表安装位 置。 c )如果使用补偿式压力计测量 p, 则必须在5 . 2的相应规定中加入流量计制造厂推荐的步骤。 压 力调整须补偿计量元件上游诸如滤清器、 弯管接头等所产生的损失。 5 . 4 . 2 保养 a )应按流量计制造厂的推荐或当进气系统的总压力损失超过试验要求时更换空气滤清器。 b)为保证精确度需经 常进行校正 。 c ) 只有当校正间隔期内流量读数漂移很大时才需进行清洗。 流量计应由制造厂或按制造厂说明书 进行 清洗。 5 . 5涡街流量计 5 . 5 . 1 安装要求 由干旋涡分离现象和所用检测 装置 的特性 ， 重要的是要使进人计量段的流速分布均匀、 充分扩展并 无大规模紊流出现， 这就需要满足下列要求: a )计量段前后管径必须 与计量段 的相 同 b )管子内部必须相当光滑， 表面无焊渣或垫片突起等不规则物， 所有上游表面不规则高度应小于 公称管径的 0 . 5 %e c )流量计前所需直 管长度取决于过渡或受阻 的类 型。用 户应按照推荐的 as me孔板流量计标准 ga/ t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 安装法或按照图 1 1表内所列规定安装。 上游管接头或受阻情况 推 荐 尺 寸a 无 叶 片有 叶 片 9 0 0 弯 头 同一平面内两个 9 0 0 弯头 不同平面内两个 9 。 。 弯头 管 径 缩 小 管 径 扩 大 阀门部分关闭或调节器 2 0 d 2 5 d 4 0 d 2 0 d 4 0 d 推荐在电动机上游 1 5 d 1 5 d 1 5 d 1 5 d 2 0 d 推荐在电动机上游 图 n涡街流量计的安装 d ) 任何进气节流控制装置均应安装在流量计下游至少5 倍直径处。 e )只有当用户经试验验证流量计的精确度不受安装影 响时， 方可使安 装位置偏离推荐值 。对校 正 时的明显漂移不建议采用补偿办法， 因为这往往是由不稳定性造成的。 5 . 5 . 2 压力 测量 应备有监测流量计处静压的仪表。取压旋塞应位于流量计上游 2 至 6 倍直径间。 5 . 5 . 3 温度测量 应备有监测流量计处空气温度的仪表 。传感器应位于流量计下游 2至 1 0倍直径 间。 6 进气流i t a 9 a 6 . 1 通用测量数据 表1所列为采用普通空气流量计测量发动机进气流量时， 推荐在试验时应测取的数据。 表 1 推荐 的侧量数据 项目单位 发 动 机 转 速 嫩 油 流 量 大 气 状 况 大气压力尸 千 球 温 度 湿球温度或露点 水蒸气压力尸 压 力 流 量 计 进 口处 p, 流 量 计 出 口处 尸 : 流 量 计 两 端 压 差 o p 温 度 流量 计 进 口 t, 流量计出口t , r / min k g / s k pa k pa k pa k pa k pa k k gb/ t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 应记录下列流量计具体参数 : 制造厂和型号; 编号; 校正 日期 。 6 . 1 门流量喷 嘴 对喷嘴式空气流量计， 如采用计算空气流量法则需有表 2 所示参数。 6 . 1 . 2层流流量计 使 用层流流量计时下列各点非常重要 : a )压力( 尸 0. 温度( t , ) 和 尸须在计量元件进、 出口处用制造厂提供的取压旋塞处测量。 b )如用补偿式压力计测量 o p时， 应在记录表上记下确已将调整螺钉旋到当前p, 值后， 再读取 尸值 。 表 2 喷嘴流量参数 项目单位 空 气 分 子 量 州 ， 水分子ia mw-z- 通用气体常数r u 喷嘴进口管径d 喷嘴喉部直径d 喷 嘴 材 料 空 气 质 量 流从 流 出 系 数c 膨 胀 系 数y 渐近速度系数e 面热膨胀系数凡 压 缩 系 数z 2 8 . 9 6 4 k g / ( k g mo le ) 1 8 . 0 1 5 k g / ( k g mo l e ) 8 3 1 4 . 4 1 j / ( k g m o l e k) mm mm k g / s 6 . 1 . 3涡街流量计 涡街流量计的工作原理是体积流量直接与旋涡分离频率有关， 因此建议用累计脉冲计数器测量流 量计的输出频率。选通周期可以固定， 也可任选， 以达到最佳的分辨率。如果发动机的燃料流量按时间 平均值测量， 则建议空气流量计的选通周期应与燃料流量测量的选通周期相对应。除 6 . 1 所列项目外， 还应记录 以下项 目: a ) 校正系数: k, m / 脉冲 一( 4 ) b ) 流量 计输出 频率: 了 ， 脉冲数/ s ( 5 ) 6 . 2进气流量的计算 喷嘴装置 6 . 2 门通用计算公式 下列公式有助于空气流量计算或建立计算机空气流量计算程序之用。 a )水蒸气压力( p . ) : 见s a e j 1 7 7 湿度计算公式， 或用空气湿度图确定蒸气压力。 b )大气压力( 绝对， 流量计上游) : 尸 e b s =b+p, , k p a ( 6) c )空气水蒸气混合气的分子量 : 厂 ml l ， ( 尸油 一 尸 )+ m6 1。、 尸 mw. . =一一 二 二 .一二 , k g / ( k g m o l e ) (7) l p. h. j。 。 d )混合气气体常数 : r m o =r u i mi 1 二， j / ( k g k) . . . . . . . . . . . (s) e )混合气密度 : g s / r 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 p a b , 尸m o =下 厂布尸一 二 ，布 r 一 孟、p 一 立 、mo一 乙 w6 . ( 9 ) 式中: k , =1 . 0 0 0 x 1 0 - f )空气粘度: 产 式 中:nv=3 . 8 9 5 6 3 5 x1 0 - “ +( 1 . 0 8 3 nt =( t, -tl ) /( th 一t l ) t , 一试验条件下的空气温度 =vl+ ( nv ( v一 v ) )(1 0 ) 7 4 6 nt) +( 一8 . 4 6 7 5 6 8 x 1 0 - x ( nt- ) ) 温度单位 tlta 一 1 7 . 7 88 7 . 7 8 2 5 5 . 3 73 6 0 . 9 3 k 粘度( 产 ) 单位 v,v m p a1 . 6 2 6 6 9 9 e - 2 2 . 2 1 2 1 1 1 e - 2 注: 公式( 1 0 ) 的精确度在一1 8 -8 8 c ( 0 - 1 9 0 7 ) 范围内， 不超过美国国家标准局( nb s ) 数据的士。 . o l %o 9 )雷诺数: 。 。 . 。 。 。 。 ( 1 1 凡-产 !一d - 从 式中: ka a = 4 . 0 x 1 0 6 6 . 2 . 2 喷嘴校正 a )已校正喷嘴装置应根据流量喷嘴的校正数据绘制出 尸与空气质量流量( 或体积流量 如涉及校正空气密度) 的关系表或曲线。如果空气流量用于计算机化数据处理程序时， 则校正数据可用 幂级数最小二乘方多项式表示。 这通常需用4 - 8 阶方程式来精确拟合校正曲线。 校正数据也可画 在对 数坐标系上， 用线性曲线表示。建议不要把某一喷嘴的校正数据用于其它类似尺寸的喷嘴上， 除非已经 证实流量特性、 流量计表面粗糙度和喉部直径均相同。 如果喷嘴使用时的空气密度不同于测量系统校正 时的值， 则根据校正图或计算公式确定的空气流量必须乘以6 . 2 . 4 . 1 所述的修正系数。 b )未校正喷嘴装置如果不知道喷嘴的流量特性， 或者需使用喷嘴的测量系统不符合图2 、 图3 或图4所推荐的方法时， 必须对该测量系统进行校正。如果喷嘴是按 a s me长径喷嘴或真径喷嘴的要 求制作， 并安装在与图2 、 图3 或图4所示之一相同的流量测量系统中， 则作为另外一种校正空气流量 的替代方法， 可以用通用流量公式计算空气流量。采用通用流量公式所得的计算结果其精确度约在 士2 %以内。 6 . 2 . 3通用流量公式 计算喷嘴流量喷嘴的通用流量公式是把几种基本流动原理诸如能量守恒、 理想气体关系、 流动 连续性等综合成为一个描述理想气体在喷嘴内流动的基本公式。 但为了考虑气体的许多实际特性， 诸如 可压缩性、 粘性等， 该基本公式一般包含有各种不同的系数， 以考虑实际气体与理想气体的差别。 由于这 些修正系数对基本方程有着不同程度的影响， 使用者必须首先考虑所要求的计算精确度、 计算的重复性 和计算机 的可用性 ， 然后再确定哪些系数必须纳人流量计算 中。 a )通 用流量公式 : * 一k g c “ y “ : f e ， 了 燕 率 。 ，: 式中: kg =3 . 5 1 2 4 x1 0 b )流出系数 c: g b / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 实际流量 理论流量 通用流量公式( 1 2 ) 在所有情况下均需考虑流出系数， 否则会对测量柴油机空气流量用的典型喷嘴 产生 1 %-4 %的计算误差。在其它场合流量喷嘴的误差可高达 8 %。确定流出系数最好先按附录b的 规定校正喷嘴， 然后用校正规程中测得的实际质量流量除以由公式( 1 2 ) 在c等于 1 时计算的理论质量 流量求得。如果所用喷嘴是按照 a s me长径喷嘴或真径喷嘴的规格制作而成( 见附录a) ， 则作为另一 种实际校正喷嘴的替代方法， 可使用下列一种流出系数公式进行计算。 1 ) a s me长径喷嘴 c= 0 . 1 9 4 3 6 + ( 0 . 1 5 2 8 8 4 x ( i n nr ) )一( 0 . 0 0 9 7 7 8 5 x ( i n nr ) ) + ( 2 . 0 9 3 x 1 0 - 0 x ( i n nr ) 1 ) ， 。 。 (1 4) 2 )真径喷嘴 c 一 1 一 8. 36 1 5 ) c )膨胀系数 y: , l y、 门一 r ( y 一1 理 ) r =l r“ “ , . , 1 二 二 es es es es es ， i (i l( ，一1 1 1一 r i ) 二r) 刁 / ， 1一 ( 护 r -, : ) i j 式 中 :二 一 1 - 琴或 p a - o p af a pa 环境绝对压力 ( 流量计上游) ; li p 喷嘴压降( 单位与 尸 。 同) ; y 空气 比热 比: 1 . 4 0 ; 月 =d / d喷嘴喉部直径/ 导管直径。 可压缩流体通过流量喷嘴时密度发生变化， 密度变化的影响可用膨胀系数来考虑。 流体密度的变化 与喷嘴两端的压差成比例， 因此， o p愈大就愈需要补偿。在 p为0 . 2 5 -2 . 5 k p a 范围内， 忽略膨胀系 数可能产生大于1 %的计算误差， 如果所用喷嘴装置如图2所示， 则 d( 在 月计算中) 将变得很大， 在这 种情况下， 假设 d值至少为喷嘴喉部直径的1 0 倍。 d渐近速度 系数 e: e 一 下1 . 0 _ . ;r 一 d 1 d v i一 i s , 在大多数采用流量喷嘴的柴油机空气流量测量系统中， 吸人喷嘴的空气最初几乎都是处于静止或 接近静止状态， 在这种情况下( q很小) 渐近速度系数几乎接近1 ， 在计算中可以忽略不计。但是， 如果喷 嘴是用于空气是由管子输人到喷嘴的系统中( 如图 4 ) ， 则该系数应由使用者进行评定， 以确定是否值得 考虑。通常， 如果月 系数大于。 . 2 5 ， 建议在使用通用流量公式计算空气流量时 应包括渐近速度系 数。 e )面热膨胀系数 f. : l . 。 + ( a t) + ( b l . 0+( a t c r )+ ( b 1 . 1 1 8 2 x1 0一 s ( 钢) 5 . 2 5 8 5 x 1 0 - 钢 ) 6 . 2 1 2 x 1 0 - 钢) 1 . 6 2 3 x 1 0 - 钢) 2 ) 2 ) 二 “ 二 (1 8) 星tcn 式中:系数 a 系数 b 系数 c 系数 d 2 . 2 6 4 4x1 0 - ( 铝) 9 . 7 2 0 x 1 0 -( 铝) 1 . 2 5 8x 1 0 -( 铝) 3 . 0 0 x1 0 - ( 铝 ) t 。 和t f 试验状况下的流量计温度， 分别以表示。 t c r 和tf r 基准状况下的流量计温度， 分别以表示。 如果喷嘴使用时 的温度 不同于校正或测量喉部直径时 的温度， 则温差 会造 成喷嘴喉部 面积 发生改 变。 对铝质喷嘴， 当与基准温度每相差 2 2 时， 由于面积改变而产生的误差约为0 . 1 ， 而对钢质喷嘴则 1 3 gb/ t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 更小。因此对于在正常室温下典型柴油机的空气流量侧量 ， 这一系数可以忽略不计。 f )压缩系数2 : 用于推导通用流量公式的基本公式之一是理想气体定律。 所有实际气体与理想气体 关系的偏差量称为压缩系数或z。在正常室温和压力下， 压缩系数约为 。 . 9 9 9 7或对流量计算约有 0 . 0 3 %的修正量。在正常状况下， 该系数可忽略不计。如温度或压力达到极限时， 则有关该系数的影响 应查阅流体计量手册 。 6 . 2 . 4环境状况 记录流量喷嘴在使用工况下的周围环境状况， 需记录的读数如下: a )大气压力 尸。 : 该压力应在喷嘴同一位置处测取 。 b ) 空气沛量计压力( 喷嘴上游) p, : 该压力在喷嘴上游一个管径( d) 处测取。如采用如图2 所示喷 嘴， 则p , = o , c ) 空气流量计温度t 或t z : 记录喷嘴下游 5 -6 倍管径处的空气温度。 如需在上游位置， 则须位于 喷嘴上游至少2 0 0倍温度探头直径处。温度测量探头不得干扰喷嘴周围的流线。 d )空气流量计压差 p: 记录喷嘴前后的压降。 e )湿度参数: 记录流过喷嘴的空气干球、 湿球或露点温度。如果无法得到这些参数， 则在计算中可 假设水蒸气压力( p o为 2 k p a ， 这相当于在2 9 时， 相对湿度为 5 0 %. 6 . 2 . 4 . 1 计算已校正喷嘴装置 对于已校正的喷嘴装置， 由校正曲线或计算公式确定的空气流量必须按下列修正系数进行修正。 用 这些修正系数修正实测空气流量值也适用于下列情况: ( a ) 压力计经校正可直接读出流量， 但系固定斜 率式， 或( b ) 经校正可读出在实际试验状况下的压力单位值。 k, 一 ( p m o / p c - u ) / 质量单位流量 ( 1 9) k, = ( p c- , ) / p m o ) v , 体积单位流量 ( 2 0) 式中: 实际空气流量=实测空气流量xkf ; p m o 试验条件下实测湿空气密度; p i - 11 -喷嘴( 或压力计) 校正处的空气密度。 6 . 2 - 4 . 2 计算未校正喷嘴装置 对未校正喷嘴装置应利用通用流量计算公式。如喷嘴系按as me或相当标准制成， 可用6 . 2 . 3 中 b ) 的流出系数公式。 倘若不知道c值， 或不知道喷嘴的设计出处， 则应对沛量计进行校正。 如不现实， 可 假设 c值为。 . 9 8 ， 而把所得空气流量计算结果看作是近似值。推荐采用下列计算程序: a )确定水蒸气压力p 。 b )确定空气比热比( 7 =1 . 4 0 ) , c ) 确定喷嘴上游管径( d) 。 如采用图2 所示喷嘴( 无上游管) ， 可假设管径至少为( 最大) 喷嘴喉部直 径 的 1 0倍 。 d )计算 夕比。月 =d / d, e )计算 喷嘴上游处环境压力( 绝对) ( 公式 6 ) , f )计算准确度所需的计算: y -膨胀系数 ; e 渐近速度系数; 凡面热膨胀系数; z压缩系数 。 g )假设流出系数( c ) 为 。 . 9 8 。 用此值代人通用流量计算公式( 1 2 ) ， 计算近似空气质量流量值。 此处 最好应根据经验估计一个 c值进行计算。 h )计算进人喷嘴的空气粘度( 公式1 0 ) 0 1 ) 利用8 ) 项确定的近似空气质量流量计算雷诺数( no 公式1 1 ) , 1 4 gs/ t 1 7 8 0 5 - 1 9 9 9 i )用相应计 算公式( 1 4或 1 5 ) 计算实 际流出系数 c, k )将实际( c) 值代入通用流量计算公式( 1 2 ) 计算实际空气质量流量( nn) o 1 )可按下式计算实际体积流量: q=r r l / p m o , m / s ( 2 1) 6 . 2 . 5误差源 基本误差源列于表 3 。为了估算喷嘴空气流量计的测量误差， 建议用基本系统误差( 各误差分量在 试验中保持不变) 的平方和的平方根( r s s ) 和基本标准偏差( 各误差分量在试验中随机变化) 的平方和 的平方根 . 按下式相加求得 u 一 b+ 2 a (2 2) 式中: l . 测量的不确定度; b 基本系统误差的平方和的平方根 ; a 基本标准偏差的平方和的平方根( 。相当于试样随机误差的标准偏差) 有关 不确定度 方法的详细解释见参考资料“ 指导手册 试验测量精确度) 。 当按 照本推荐 规范实施时， 其它误差源 可忽略不计 。 直接读出质量流量的倾斜式压力计的估算误差包括表 3所列的全部误差， 且 u=+1 . 8 %一 一1 . 9 %读数值 用6 . 2 . 1 介绍的公式进行计算， 可把误差源中的第 2 , 3和8 项减到最小， 从而可以改进估算的不确 定度 ， 使 u=+1 . 2 %一一1 . 4%读数值 。 表 3 误 差源喷嘴的空气流量测量 流 量 测 量 误 差 误差源 系 统 误 差 h 标 准 偏 差 2 0 一 校 正 ( 推 荐 允 差 2一 c 和 y 在 8: 1 范 围 内1 ， 的 变化 之 公兰 1 )用 6 . 2 . 1 介绍的公式时可消去 士0 . 5 %读数值 士0 . 3读 数 值 士0 . 2 5 最小读数值 士0 . 1 %读数值 士0 . 1 5 肠读数值 一0 . 5 %最小读数值 1 / 0 读 数 值 士0 . 5 %读数值 士0 . 2 5 %最小读数值 士。 . 1 %读数值 士0 . 1 5 %读数值 6 . 3层流流量计 6 . 3 . 1 基 本流量计算公式 空气质量流量的关 系式可简化 为: p u , 。 ” 叭比 叔=n 尸1 - u豁 x m o an 。 。 。 。 (2 3 式中: m11.11 a p“ 时， 从校正数据中读取的流量计前后 p的函数; p 空气粘度( 公式 1 0 ) ; p 空气密度( 公式 9 ) 注: 密度p可以是湿的或干的， 但必须前后一致。 6 . 3 . 2 采用标准仪表的计算 a )对应于实测 a p的空气流量m ， 可以从校正曲线( 图 1 2 ) 或校正曲线拟合公式求得。 gs/ t 1 7 8 0 5 - 1 9 9 9 b )用下式计算密度和粘度的修正系数: c f= c )计算 质量 流量: p u- e, x z i c 声 , a - , (2 4 ) -a, , = m + n p .c .f pd遥101麻知tn血渭犷舒 0. 40 7s 0.5 00 . 7 5 1 . 0 压 差k p a 25 1.5 0 1 .75 2. 00 图 1 2 层流流量计标定图示例 6 . 3 . 3 采用补偿仪表的计算步骤 须根据所用补偿压力计的刻度按制造厂的使用说明书进行。 a )当压力计读数值为修正的 p时， m) 值可从相应的校正曲线直接读出。 b )当压力计读数值为k g / s 单位时， m n . ) 值可直接读出( 如果流量计原来的校正值出现漂移， 则必 须进行修正) 6 . 3 . 4 误差源 基本误差源列于表 4 。为了估算层流空气流量计的测量误差， 建议用基本系统误差( 各误差分量在 试验中保持不变) 的平方和的平方根( r s s ) 和基本标准偏差( 各误差分量在试验中随机变化) 的平方和 的平方根， 按下式相加求得。 u 二 b+ 2 a 。 (2 6) 式中: u测量的不确定度; b 基本 系统误 差的平方和的平方根 ; 口 基本标准偏差的平方和的平方根( 。 相当于试样随机误差的标准偏差) gb / t 1 7 8 0 5 -1 9 9 9 表 4误差源层流流量计的流量测量 流 量 测 量 误 差 序 号 误差源 系统 误 差 h 标 准 偏 差 2 , 校 正 数 据 由湿度 2 。 %一9 。 %相对湿度) 引起的密度变化 压降 尸(/，=土。 . 5 %, 2 0 =士。 . 5 %最小读数值) 温 度 ( b = 士 1 c , 2 a = 士 1 仁 ) 压力p, ( b =士0 . 2 k p a , 2 a =士0 . 2 k p a ) 系 统 泄 俑 ( 推 荐 允 差 ) 刻 度 与 流 量 公 式 的 一 致 性 ( 对 直 读 式 压 力 计 ) 士 0 . 5 %读 数 值 士。 . 5 写最小读数值 士。 . 3 %读数值 士0 . 2 %读数值 一0 . 5 %最小读数值 士。 . 5 %读数值 士1 %读数值 士0 . 2 5 %最小读数值 士。 . 3 %读数值 士0 . 2 %读数值 当按照本推荐规范实施时， 其它误差源可忽略不计。 直读式压力计的估算误差包括表 4 所列的全部误差， 且u=+2 . 0 %-2 . 2 %读数值。利用公式、 修正湿度和计算流量， 可把误差源中的第 2 和 7 两项减到最小， 从而可以改进估算的不确定度， 使u= +1 . 2 %一一1 . 4 %读数值。 6 . 4涡街流量计 涡流分离原理决定 了体积流量 ( q) 与涡流分离频率 ( f) 之间为简单 的线性关系 : q =k x f (2 7) 6 . 4 . 1其它校 正方法 如果具有校正设 备并可用计算机计算流量 ， 则采用与校 正数 据相拟合的最小 二乘曲线往往 可以达 到更高的精确度。在这种情况下 ， 流量公式将采用更加复杂的多项式形式 ， 例 如: q=k1 +k2 x厂+k3 x户 (2 8) 式中 k1 , k2 , k3 是由二阶最小二乘曲线拟合导出的系数。 6 . 4 . 2误差 源 基本误差源列于表 5 。为了估算 涡街 流量计的测量误差 ， 建议用基本 系统误差 ( 各误差分量 在试验 中保 持不变) 的平方 和的平方根( rs s ) 和基本标 准偏 差( 各误 差分量在试 验中随机变化 ) 的平方 和的平 方根 ， 按下式相加求得: u 一b+ 2 a (2 9) 式中 : u-测量 的不确定度 ; b 基本系统误差的平方和的平方根; 。 基本标 准偏差 的平方 和的平方根 ( 。相当于试样随机误差的标准差) 。 当按照本推荐规范实施时， 其它误差源可忽略不计。应该强调的是， 必须遵守 55 . 1 所述的安装要 求， 以保证流量均匀分布。管系中的流型变化， 会使误差超过读数值的2 0 0 。在不修正湿度时， 涡街流量 计流量测量的估算误差包括表 5 所列的全部误差， 其u=+1 . 8 %一一2 . 0 %读数值。 如果对数据作湿度 修正， 则第2 项误差可减到最小， 从而可提高测量的精确度， 使u=十1 . 1 %一一1 . 3 %读数值。 表 5误差源涡街流量计的流量测量 序 号误差源 流 量 测 量 误 差 系 统 误 差 b 标 准 偏 差 2 a : 校 正 由湿度( 2 0 %-9 0 写相对湿度) 引起的密度变化 士0 . 5 %读数值 士 % 读 数 值1 gb/ t 1 7 8 0 5 - 1 9 9 9 表 5 ( 完) 流 量 测 量 误 差 误差源 系统 误 差 乃 标 准 偏