本發(fā)明屬于航空試驗(yàn)器氣體流量測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臨界文丘里噴嘴流量計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

航空試驗(yàn)器經(jīng)常使用臨界文丘里噴嘴測量氣體質(zhì)量流量，臨界文丘里噴嘴是航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件試驗(yàn)器常用的流量測量裝置。臨界流文丘里噴嘴的流量計(jì)算基本公式為流出系數(shù)C的計(jì)算公式(以喇叭形喉部為例)為喉部雷諾數(shù)與流量關(guān)系式為由于流量q_m、流出系數(shù)C、雷諾數(shù)R_ed三者相互關(guān)聯(lián)，流體質(zhì)量無法依據(jù)溫度、壓力等測量參數(shù)直接計(jì)算，需要采用迭代計(jì)算的方法。

現(xiàn)有的迭代計(jì)算方法為：先設(shè)定R_ed無窮大，對(duì)C賦初始值；然后根據(jù)計(jì)算q_m初始值，再根據(jù)計(jì)算R_ed初始值。迭代過程開始后，先將上次計(jì)算的q_m儲(chǔ)存，根據(jù)新的R_ed計(jì)算新的C，再根據(jù)新的C計(jì)算新的q_m及R_ed，迭代直至兩次計(jì)算出的流量差異滿足指定的精度要求。

上述迭代計(jì)算方法比較復(fù)雜，所涉程序代碼較為繁冗，程序響應(yīng)時(shí)間長，執(zhí)行效率較低；在實(shí)際使用過程中，同時(shí)進(jìn)行多個(gè)迭代計(jì)算的程序容易出現(xiàn)計(jì)算機(jī)卡頓、假死等現(xiàn)象，不能實(shí)時(shí)反應(yīng)當(dāng)前試驗(yàn)狀態(tài)、具有滯后性，嚴(yán)重者甚至?xí)＜霸囼?yàn)安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種臨界文丘里噴嘴流量計(jì)算方法，迭代計(jì)算簡潔、高效，提高了計(jì)算程序的運(yùn)行速度和執(zhí)行效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種臨界文丘里噴嘴流量計(jì)算方法，包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)已知條件，設(shè)定不變量A,所述不變量

其中d-工作條件下文丘里噴嘴喉部直徑，C*-臨界文丘里噴嘴的臨界流函數(shù)，P₁-文丘里噴嘴前氣流壓力，μ—工作條件下氣體的動(dòng)力粘度,R—空氣氣體常數(shù),T—文丘里噴嘴工作溫度；

步驟二、設(shè)定R_ed無窮大，對(duì)C賦初始值，C＝F(R_ed)；其中C-文丘里噴嘴流出系數(shù)，R_ed-工作條件下文丘里噴嘴候部雷諾數(shù)；

步驟三、求迭代公式：根據(jù)公式可得再由公式可求迭代公式R_ed＝CA，其中q_m-文丘里噴嘴流體質(zhì)量；

步驟四、根據(jù)迭代公式R_ed＝CA計(jì)算R_ed，再根據(jù)C＝F(R_ed)重新計(jì)算C；

步驟五、設(shè)定迭代精度E,判斷(A-R_ed/C)/A＞E是否成立，成立則重復(fù)運(yùn)算步驟三及步驟四，直到(A-R_ed/C)/A＜E，此時(shí)將滿足(A-R_ed/C)/A＜E要求時(shí)對(duì)應(yīng)的C代入計(jì)算流量q_m。

優(yōu)選地，所述臨界文丘里噴嘴形狀的不同，分為喇叭形喉部文丘里噴嘴、精確加工喇叭形喉部文丘里噴嘴和圓筒形喉部文丘里噴嘴三種類型。

優(yōu)選地，所述喇叭形喉部的文丘里噴嘴流出系數(shù)

優(yōu)選地，所述精確加工的喇叭形喉部的文丘里噴嘴流出系數(shù)

優(yōu)選地，所述圓筒形喉部的文丘里噴嘴流出系數(shù)C＝0.9976-0.1388/R_ed^0.2。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種臨界文丘里噴嘴流量計(jì)算方法的一優(yōu)選實(shí)施例的運(yùn)算流程示意圖；

圖2為臨界文丘里噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，請(qǐng)參閱圖1至圖2；

針對(duì)喇叭形喉部文丘里噴嘴：

第一，根據(jù)已知條件，設(shè)不變量A，所述不變量

其中，d-工作條件下文丘里噴嘴喉部直徑，C_*-臨界文丘里噴嘴的臨界流函數(shù)，P₁-文丘里噴嘴前氣流壓力，μ—工作條件下氣體的動(dòng)力粘度，R—空氣氣體常數(shù)，T—文丘里噴嘴工作溫度。

第二，設(shè)定R_ed無窮大，對(duì)C賦初始值，針對(duì)喇叭形喉部文丘里噴嘴

其中，C—文丘里噴嘴流出系數(shù)，R_ed—工作條件下文丘里噴嘴喉部雷諾數(shù)；

第三，根據(jù)可得再由公式可得迭代公式R_ed＝CA；其中，q_m—文丘里噴嘴的流體質(zhì)量；

第四，設(shè)定迭代精度E根據(jù)迭代公式R_ed＝CA計(jì)算R_ed，再根據(jù)重新計(jì)算C，迭代直至R_ed/C與A的差異滿足(A-R_ed/C)/A＜E的要求；

第五，將滿足(A-R_ed/C)/A＜E精度要求時(shí)對(duì)應(yīng)的C代入計(jì)算流量q_m。

針對(duì)精確加工喇叭形喉部文丘里噴嘴：

第一，根據(jù)已知條件，設(shè)不變量A，所述不變量

其中，d-工作條件下文丘里噴嘴喉部直徑，C_*-臨界文丘里噴嘴的臨界流函數(shù)，P₁-文丘里噴嘴前氣流壓力，μ—工作條件下氣體的動(dòng)力粘度，R—空氣氣體常數(shù)，T—文丘里噴嘴工作溫度；

第二，設(shè)定R_ed無窮大，對(duì)C賦初始值，針對(duì)精確加工喇叭形喉部文丘里噴嘴

其中，C—文丘里噴嘴流出系數(shù)，R_ed—工作條件下文丘里噴嘴喉部雷諾數(shù)；

第三，根據(jù)可得再由公式可得迭代公式R_ed＝CA,其中，q_m—文丘里噴嘴的流體質(zhì)量；

第四，設(shè)定迭代精度E,根據(jù)迭代公式R_ed＝CA計(jì)算R_ed，再根據(jù)重新計(jì)算C，迭代直至R_ed/C與A的差異滿足(A-R_ed/C)/A＜E的要求；

第五，將滿足精度(A-R_ed/C)/A＜E要求時(shí)對(duì)應(yīng)的C代入計(jì)算流量q_m。

針對(duì)圓筒形喉部文丘里噴嘴：

第一，根據(jù)已知條件，設(shè)不變量A，所述不變量

其中，d-工作條件下文丘里噴嘴喉部直徑，C_*-臨界文丘里噴嘴的臨界流函數(shù)，P₁-文丘里噴嘴前氣流壓力，μ—工作條件下氣體的動(dòng)力粘度，R—空氣氣體常數(shù)，T—文丘里噴嘴工作溫度。

第二，設(shè)定R_ed無窮大，對(duì)C賦初始值，針對(duì)圓筒形喉部文丘里噴嘴C＝0.9976-0.1388/R_ed^0.2；

其中，C—文丘里噴嘴流出系數(shù)，R_ed—工作條件下文丘里噴嘴喉部雷諾數(shù)；

第三，根據(jù)可得再由公式可得迭代公式R_ed＝CA，其中，q_m—文丘里噴嘴的流體質(zhì)量；

第四，設(shè)定迭代精度E,根據(jù)迭代公式R_ed＝CA計(jì)算R_ed，再根據(jù)C＝0.9976-0.1388/R_ed^0.2重新計(jì)算C，迭代直至R_ed/C與A的差異滿足(A-R_ed/C)/A＜E的要求；

第五，將滿足精度(A-R_ed/C)/A＜E的要求時(shí)對(duì)應(yīng)的C代入計(jì)算流量q_m。

本發(fā)明提出了一種臨界文丘里噴嘴流量計(jì)算方法，解決了在實(shí)際使用過程中同時(shí)進(jìn)行多個(gè)迭代計(jì)算的程序容易出現(xiàn)計(jì)算機(jī)卡頓、假死等現(xiàn)象，不能實(shí)時(shí)反應(yīng)當(dāng)前試驗(yàn)狀態(tài)、具有滯后性，嚴(yán)重者甚至?xí)＜霸囼?yàn)安全的問題。本發(fā)明迭代計(jì)算簡潔、高效，提高了計(jì)算程序的運(yùn)行速度和執(zhí)行效率。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。