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圆柱定程干涉法声速测量系统的实验测试 被引量：12
1
作者 冯晓娟 刘强 +2 位作者 周孟夏 林鸿 段远源 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-10,共4页
研究了圆柱腔体共振频率的测量方法,测试了新建立的声速实验系统,结果显示圆柱共鸣腔具有较高的信噪比,共振频率的测量不确定度小于5×10^(-6)。采用Ar气(99.999%)标定了声速共鸣腔的有效长度,不确定度为1.8×10^(-5)。开展了30... 研究了圆柱腔体共振频率的测量方法,测试了新建立的声速实验系统,结果显示圆柱共鸣腔具有较高的信噪比,共振频率的测量不确定度小于5×10^(-6)。采用Ar气(99.999%)标定了声速共鸣腔的有效长度,不确定度为1.8×10^(-5)。开展了303～333 K下CO_2的气相声速实验研究,实验结果表明,当实验工质具有较高的纯度(>99.995%)时,气相声速的测量精度优于0.01%。 展开更多
关键词 圆柱定程干涉 气相声速 频率测量 CO2
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圆柱定程干涉法声速测量原理与实验系统研制 被引量：12
2
作者 冯晓娟 林鸿 +2 位作者 刘强 周孟夏 段远源 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期725-728,共4页
气相声速是目前可测量的最精确的热物性之一,圆柱定程干涉法是极有应用前景的测量方法。本文分析了圆柱定程干涉法测量气相声速的实验原理,在此基础上研制了一套新的实验系统,由共鸣腔、压力仓、共振频率测量系统、温度和压力测量系统... 气相声速是目前可测量的最精确的热物性之一,圆柱定程干涉法是极有应用前景的测量方法。本文分析了圆柱定程干涉法测量气相声速的实验原理,在此基础上研制了一套新的实验系统,由共鸣腔、压力仓、共振频率测量系统、温度和压力测量系统以及数据采集与控制系统组成。实验系统综合考虑了多种非理想因素的影响,提高了共振频率测量的信噪比,降低了测量不确定度。 展开更多
关键词 圆柱定程干涉 气相声速 实验研究
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非对称性对低Q值声学共振频率的影响研究
3
作者 冯晓娟 张金涛 +1 位作者 林鸿 段远源 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期225-228,共4页
声学共鸣法是目前测量Boltzmann常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和黏性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q值)较低,使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann常数的... 声学共鸣法是目前测量Boltzmann常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和黏性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q值)较低,使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann常数的确定造成不可忽略的影响。本文的理论和实验研究表明,低Q值对声学共振频率的一阶相对影响为-1/(8Q^2),通过共振频率的理论修正,可使得低Q值产生的频率非对称性对Boltzmann常数的影响小于2×10^(-7),满足Boltzmann常数测量的需求。 展开更多
关键词 声速 圆柱定程干涉 共振频率 非对称性
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高压气体声速精密测量系统的研制与测试 被引量：7
4
作者 尹钊玮 冯晓娟 +1 位作者 林鸿 张金涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期774-779,共6页
声速是目前可测量准确度最高的热物性之一,也是热力学基础研究和工程应用的重要基础参数。本文基于圆柱定程干涉法原理,建立了国内首套可测量至高压(6 MPa)的精密声速测量系统,解决了高压气体声速测量的关键问题,极大拓展了国内已有实... 声速是目前可测量准确度最高的热物性之一,也是热力学基础研究和工程应用的重要基础参数。本文基于圆柱定程干涉法原理,建立了国内首套可测量至高压(6 MPa)的精密声速测量系统,解决了高压气体声速测量的关键问题,极大拓展了国内已有实验系统的测量范围(1 MPa),也是国际上首次将圆柱声学共鸣腔应用于1 MPa以上而且测量不确定度达到0.01%的成功尝试。新建立的实验系统包括声学圆柱共鸣腔及耐高压压力舱、频率测量系统、温度测量系统、高压压力测量系统、高压进气及真空系统。实验测试结果显示,新系统的声速测量不确定度小于0.01%,可应用于温度从220 K至440 K,压力高达6 MPa的气体声速测量。 展开更多
关键词 圆柱定程干涉法 气相声速 精密测量
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圆柱定程干涉法确定工质的第二维里系数 被引量：5
5
作者 刘强 冯晓娟 段远源 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2711-2717,共7页
通过圆柱定程干涉法测量了Ar在270～333.15K,压力至1000kPa的声学共振频率,修正了热边界层、黏性边界层、声波导管、壳体振动等非理想因素对共振频率测量的影响。通过拟合声学共振频率获得了Ar的第二声速维里系数,实验结果与文献中圆球... 通过圆柱定程干涉法测量了Ar在270～333.15K,压力至1000kPa的声学共振频率,修正了热边界层、黏性边界层、声波导管、壳体振动等非理想因素对共振频率测量的影响。通过拟合声学共振频率获得了Ar的第二声速维里系数,实验结果与文献中圆球定程干涉法的测量结果具有较好的一致性。通过第二声速维里系数回归了方阱势能模型的参数,根据回归结果计算了Ar的第二维里系数,在150～450K范围与标准状态方程的计算偏差小于0.4cm3.mol-1。通过圆柱定程干涉法确定的第二维里系数与圆球定程干涉法的精度相当。 展开更多
关键词 第二维里系数 圆柱定程干涉法 气相声速 AR
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双圆柱定程干涉法测量空气黏度
6
作者 邓沂静 范均 +3 位作者 崔悦 罗莹莹 金龙馨 陈溢杭 《大学物理》 2023年第4期34-38,43,共6页
本文通过改变声波信号的频率,在一个固定尺寸的封闭型双圆柱腔体内形成驻波的方法测量空气的黏度.基于声学微扰理论,空气黏滞性会造成声波传播过程中能量的耗散,导致实际共振频率偏离理想共振频率.利用扫频仪得到频谱图,通过读取频谱图... 本文通过改变声波信号的频率,在一个固定尺寸的封闭型双圆柱腔体内形成驻波的方法测量空气的黏度.基于声学微扰理论,空气黏滞性会造成声波传播过程中能量的耗散,导致实际共振频率偏离理想共振频率.利用扫频仪得到频谱图,通过读取频谱图上空气的实际共振频率,与理论计算得到的频率进行对比,最后计算出空气的黏度.本文首先测量了室温下24.5℃时空气的黏度,测量结果为1.78×10^(-5)pa·s,与公认值较吻合,相对误差为2.94%.进一步测量了不同温度下的空气黏度,验证了空气黏度随温度升高而增大的规律. 展开更多
关键词 空气黏度 声学微扰理论 双圆柱定程干涉法 共振频率
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吸附效应对气相声速测量的影响 被引量：2
7
作者 刘强 冯晓娟 段远源 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期270-276,共7页
吸附效应是热物性实验中普遍存在的一种现象。探讨了圆柱定程干涉法气相声速测量实验中存在的两类吸附效应,并分别分析了其行成原因;归纳了低压区气相声速实验中异丁烷吸附及解吸效应产生的压力变化规律;建立了低压区吸附效应对气相声... 吸附效应是热物性实验中普遍存在的一种现象。探讨了圆柱定程干涉法气相声速测量实验中存在的两类吸附效应,并分别分析了其行成原因;归纳了低压区气相声速实验中异丁烷吸附及解吸效应产生的压力变化规律;建立了低压区吸附效应对气相声速测量影响的模型,分析了吸附效应对异丁烷气相声速测量的影响。结果表明,当吸附与解吸引起的压力变化小于10Pa时,声速的相对变化小于1×10-5。接近饱和蒸气压时,吸附会导致共鸣腔壳体壁面形成一层薄液膜,壳体声导纳增加,频率半宽急剧增大,而气相声速测量值呈现较大的负偏差。 展开更多
关键词 气相声速 吸附效应 圆柱定程干涉法 异丁烷
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圆柱定程干涉法纯轴向模式间声速测量结果不一致性分析 被引量：1
8
作者 安保林 刘强 段远源 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1901-1905,共5页
气相声速是流体的基础热物理性质,圆柱定程干涉法是最精确的气相声速测量手段之一。纯轴向共振模式(以下简称纯轴向模式)是圆柱定程干涉法测量声速的常用模式,但不同纯轴向模式测量结果间存在不一致性。本文从声学共振和耗散理论的基本... 气相声速是流体的基础热物理性质,圆柱定程干涉法是最精确的气相声速测量手段之一。纯轴向共振模式(以下简称纯轴向模式)是圆柱定程干涉法测量声速的常用模式,但不同纯轴向模式测量结果间存在不一致性。本文从声学共振和耗散理论的基本原理出发,结合实验测量数据,分析实验测量中的各类非理想影响因素,揭示了纯轴向模式间出现不一致性的内在机理,为圆柱定程干涉法测量的模式选择提供了理论依据。研究结果表明:奇数和偶数模式在壳体开孔和壳体振动影响方面各有优势;对于奇偶性相同的模式,模式数越大的共振模式受到边界层效应影响越小而受到分子弛豫的影响越大:在远离共鸣腔固有频率的区域内,对于模式数相差不大的纯轴向模式,其测苗结果经修正后,不一致性可降至较低水平。 展开更多
关键词 气相声速测量 圆柱定程干涉法 纯轴向共振模式
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在确定的热力学状态下测量气体导热系数与黏度
9
作者 安保林 杨富方 +2 位作者 杨震 段远源 于养信 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1129-1133,共5页
气体的导热系数和黏度是重要的热物性参数,其数值大小取决于所处的热力学状态。在目前的导热系数和黏度主要测量方法中,待测工质在测量时需经历非定常的过程或处于具有物性梯度的非平衡态之下,使得待测工质的物性在时间或者空间上不处... 气体的导热系数和黏度是重要的热物性参数,其数值大小取决于所处的热力学状态。在目前的导热系数和黏度主要测量方法中,待测工质在测量时需经历非定常的过程或处于具有物性梯度的非平衡态之下,使得待测工质的物性在时间或者空间上不处于一个确定的热力学状态。本文利用圆柱定程干涉法,通过分析气体导热系数和黏度导致的声波能量耗散,结合气体输运理论中对稀疏气体的描述,探索了在确定的热力学状态下同时测量气体导热系数和黏度的方法,并以氩(Ar)为例进行了实验验证。测量结果与已有文献一致性较好,初步证实了方法的可行性。 展开更多
关键词 导热系数 黏度 圆柱定程干涉法 热力学状态
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