流量計算公式

1 臨界壓力比及其計算公式

      當氣流處于亞音速時，喉部的氣體流速將隨節流壓力比（即出口壓力P1與上游滯止壓力P0之比）的減小而增大。當節流壓力比減小到一定值時，喉部流速達到zui大流速----音速，即達到所謂的臨界流，此時，如果P0不變，再減小P1（即再減小節流壓力比）流速將保持不變，也就是說，流速不再受下游壓力的影響。此時的文丘利噴嘴稱為音速文丘利噴嘴，又稱臨界流文丘利噴嘴，此時的節流壓力比稱為臨界壓力比。

在理想條件下，即氣流是一維流動、等熵、*氣體，則從理論上可導出臨界壓力比的計算公式：

式中，k----氣體等熵指數，對于*氣體，k等于比熱比。
對于空氣，k=1.4，則（P1 /P0）= 0.528

      2 理想條件下的質量流量

      在理想條件下, 音速文丘利噴嘴的質量流量公式：

式中，qmi ---- 音速文丘利噴嘴在理想條件下的質量流量（kg/s）
A* ---- 音速文丘利噴嘴的喉部面積（m2）
C*i ---- 氣體在理想條件下的臨界流函數

P0 ---- 音速文丘利噴嘴前的氣體滯止壓力（Pa）
T0 ---- 音速文丘利噴嘴前的氣體滯止溫度（K）
RM ---- 氣體常數（J/（kg×K）），對于空氣，R=287.1
　
      3 實際條件下的質量流量

      在實際條件下，音速文丘利噴嘴的質量流量公式：式中， qm ---- 音速文丘利噴嘴在實際條件下的質量流量（kg/s）
C*---- 氣體在實際條件下的臨界流函數，假定氣體為一維、等熵流動, 利用實際氣體的熱力學性質表，可用計算機計算出來。
C ---- 流出系數，C是對“一維、等熵流動” 等假設條件的修正。C只是雷諾數Red的函數。式中，Red ----音速文丘利噴嘴的喉部雷諾數（無量綱）
d ---- 音速文丘利噴嘴的喉部直徑（m）
m0 ---- 氣體在滯止條件下的動力粘度（kg/（m×s）

      從式（4）中可以看出，只要用試驗的方法求得流出系數C，就可按測得的滯止壓力P0和滯止溫度T0（由查表可得C*）計算出質量流量qm。

      裝置流量范圍的選擇方法和確定
　
      根據音速噴嘴的流量計算公式（式（4））可知，在臨界條件下，改變音速噴嘴的滯止壓力值，則可改變通過音速噴嘴的質量流量值。實際上，是通過調節壓力調節閥來調節流量。

      同樣，也可通過改變流通面積來改變流量，即通過若干個音速文丘利噴嘴的組合，或設計時將某一個音速噴嘴的面積增大來達到所需要的流量。在設計高壓或常壓式音速噴嘴法氣體流量標準裝置時，都可以采用這種方法。