一种临界文丘里喷嘴流量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种临界文丘里喷嘴流量计算，属于航空发动机部件试验器气体流量测量领域。包括以下步骤：步骤一，根据已知条件，设定不变量A,所述不变量步骤二，设定Red无穷大，对C赋初始值，C＝F(Red)；步骤三，根据公式可得再由公式可求迭代公式Red＝CA，步骤四、根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据C＝F(Red)重新计算C；步骤五、设定迭代精度E,判断(A‑Red/C)/A＞E是否成立，成立则重复运算步骤三及步骤四，直到(A‑Red/C)/A＜E，此时将满足(A‑Red/C)/A＜E要求时对应的C代入计算流量qm。本发明专利技术解决了在实际使用过程中同时进行多个迭代计算的程序容易出现计算机卡顿、假死等现象，不能实时反应当前试验状态、具有滞后性，严重者甚至会危及试验安全的问题。本发明专利技术迭代计算简洁、高效，提高了计算程序的运行速度和执行效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空试验器气体流量测量
，具体涉及一种临界文丘里喷嘴流量计算方法。
技术介绍
航空试验器经常使用临界文丘里喷嘴测量气体质量流量，临界文丘里喷嘴是航空发动机部件试验器常用的流量测量装置。临界流文丘里喷嘴的流量计算基本公式为流出系数C的计算公式(以喇叭形喉部为例)为喉部雷诺数与流量关系式为由于流量qm、流出系数C、雷诺数Red三者相互关联，流体质量无法依据温度、压力等测量参数直接计算，需要采用迭代计算的方法。现有的迭代计算方法为：先设定Red无穷大，对C赋初始值；然后根据计算qm初始值，再根据计算Red初始值。迭代过程开始后，先将上次计算的qm储存，根据新的Red计算新的C，再根据新的C计算新的qm及Red，迭代直至两次计算出的流量差异满足指定的精度要求。上述迭代计算方法比较复杂，所涉程序代码较为繁冗，程序响应时间长，执行效率较低；在实际使用过程中，同时进行多个迭代计算的程序容易出现计算机卡顿、假死等现象，不能实时反应当前试验状态、具有滞后性，严重者甚至会危及试验安全。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了解决上述问题，本专利技术提出了一种临界文丘里喷嘴流量计算方法，迭代计算简洁、高效，提高了计算程序的运行速度和执行效率。本专利技术的技术方案：一种临界文丘里喷嘴流量计算方法，包括以下步骤：步骤一、根据已知条件，设定不变量A,所述不变量其中d-工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*-临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1-文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度,R—空气气体常数,T—文丘里喷嘴工作温度；步骤二、设定Red无穷大，对C赋初始值，C＝F(Red)；其中C-文丘里喷嘴流出系数，Red-工作条件下文丘里喷嘴候部雷诺数；步骤三、求迭代公式：根据公式可得再由公式可求迭代公式Red＝CA，其中qm-文丘里喷嘴流体质量；步骤四、根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据C＝F(Red)重新计算C；步骤五、设定迭代精度E,判断(A-Red/C)/A＞E是否成立，成立则重复运算步骤三及步骤四，直到(A-Red/C)/A＜E，此时将满足(A-Red/C)/A＜E要求时对应的C代入计算流量qm。优选地，所述临界文丘里喷嘴形状的不同，分为喇叭形喉部文丘里喷嘴、精确加工喇叭形喉部文丘里喷嘴和圆筒形喉部文丘里喷嘴三种类型。优选地，所述喇叭形喉部的文丘里喷嘴流出系数优选地，所述精确加工的喇叭形喉部的文丘里喷嘴流出系数优选地，所述圆筒形喉部的文丘里喷嘴流出系数C＝0.9976-0.1388/Red0.2。附图说明图1为本专利技术一种临界文丘里喷嘴流量计算方法的一优选实施例的运算流程示意图；图2为临界文丘里喷嘴的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，请参阅图1至图2；针对喇叭形喉部文丘里喷嘴：第一，根据已知条件，设不变量A，所述不变量其中，d-工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*-临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1-文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度，R—空气气体常数，T—文丘里喷嘴工作温度。第二，设定Red无穷大，对C赋初始值，针对喇叭形喉部文丘里喷嘴其中，C—文丘里喷嘴流出系数，Red—工作条件下文丘里喷嘴喉部雷诺数；第三，根据可得再由公式可得迭代公式Red＝CA；其中，qm—文丘里喷嘴的流体质量；第四，设定迭代精度E根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据重新计算C，迭代直至Red/C与A的差异满足(A-Red/C)/A＜E的要求；第五，将满足(A-Red/C)/A＜E精度要求时对应的C代入计算流量qm。针对精确加工喇叭形喉部文丘里喷嘴：第一，根据已知条件，设不变量A，所述不变量其中，d-工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*-临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1-文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度，R—空气气体常数，T—文丘里喷嘴工作温度；第二，设定Red无穷大，对C赋初始值，针对精确加工喇叭形喉部文丘里喷嘴其中，C—文丘里喷嘴流出系数，Red—工作条件下文丘里喷嘴喉部雷诺数；第三，根据可得再由公式可得迭代公式Red＝CA,其中，qm—文丘里喷嘴的流体质量；第四，设定迭代精度E,根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据重新计算C，迭代直至Red/C与A的差异满足(A-Red/C)/A＜E的要求；第五，将满足精度(A-Red/C)/A＜E要求时对应的C代入计算流量qm。针对圆筒形喉部文丘里喷嘴：第一，根据已知条件，设不变量A，所述不变量其中，d-工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*-临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1-文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度，R—空气气体常数，T—文丘里喷嘴工作温度。第二，设定Red无穷大，对C赋初始值，针对圆筒形喉部文丘里喷嘴C＝0.9976-0.1388/Red0.2；其中，C—文丘里喷嘴流出系数，Red—工作条件下文丘里喷嘴喉部雷诺数；第三，根据可得再由公式可得迭代公式Red＝CA，其中，qm—文丘里喷嘴的流体质量；第四，设定迭代精度E,根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据C＝0.9976-0.1388/Red0.2重新计算C，迭代直至Red/C与A的差异满足(A-Red/C)/A＜E的要求；第五，将满足精度(A-Red/C)/A＜E的要求时对应的C代入计算流量qm。本专利技术提出了一种临界文丘里喷嘴流量计算方法，解决了在实际使用过程中同时进行多个迭代计算的程序容易出现计算机卡顿、假死等现象，不能实时反应当前试验状态、具有滞后性，严重者甚至会危及试验安全的问题。本专利技术迭代计算简洁、高效，提高了计算程序的运行速度和执行效率。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种临界文丘里喷嘴流量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据已知条件，设定不变量A,所述不变量其中d‑工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*‑临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1‑文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度,R—空气气体常数,T—文丘里喷嘴工作温度；步骤二、设定Red无穷大，对C赋初始值，C＝F(Red)；其中C‑文丘里喷嘴流出系数，Red‑工作条件下文丘里喷嘴候部雷诺数；步骤三、求迭代公式：根据公式可得再由公式可求迭代公式Red＝CA，其中qm‑文丘里喷嘴流体质量；步骤四、根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据C＝F(Red)重新计算C；步骤五、设定迭代精度E,判断(A‑Red/C)/A＞E是否成立，成立则重复运算步骤三及步骤四，直到(A‑Red/C)/A＜E，此时将满足(A‑Red/C)/A＜E要求时对应的C代入计算流量qm。

【技术特征摘要】
1.一种临界文丘里喷嘴流量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据已知条件，设定不变量A,所述不变量其中d-工作条件下文丘里喷嘴喉部直径，C*-临界文丘里喷嘴的临界流函数，P1-文丘里喷嘴前气流压力，μ—工作条件下气体的动力粘度,R—空气气体常数,T—文丘里喷嘴工作温度；步骤二、设定Red无穷大，对C赋初始值，C＝F(Red)；其中C-文丘里喷嘴流出系数，Red-工作条件下文丘里喷嘴候部雷诺数；步骤三、求迭代公式：根据公式可得再由公式可求迭代公式Red＝CA，其中qm-文丘里喷嘴流体质量；步骤四、根据迭代公式Red＝CA计算Red，再根据C＝F(Red)重新计算C；步骤五、设定迭代精度E,判断(A-Red/C)/A＞E是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永峰，葛新，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21