雙毛細管測量高溫氣體粘度的研究.pdf

1、基準聲學溫度計測量500-700 K溫區(qū)熱力學溫度的不確定度最小,聲學溫度計中聲學共鳴腔熱和粘性邊界層擾動是聲學溫度計測量不確定度的最大來源,共鳴腔中工質氣體在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導熱系數(shù)的精確測量是修正該擾動的基礎。另外,根據(jù)氣體分子間勢能建立的量子“從頭算”(ab initio)理論計算模型對氦氣的熱力學性質和輸運性質的理論計算達到了很高的精確度,與實驗測量值一致,但對氬氣的計算結果在高溫區(qū)(120℃以上)還沒有相應的高精度的實驗

2、測量值驗證。
　　雙毛細管粘度計測量氣體粘度和導熱系數(shù)的不確定度極小,但目前國際上尚無120℃以上高溫雙毛細管氣體粘度測量系統(tǒng)。為了建立高溫雙毛細管氣體粘度測量系統(tǒng),設計了用于高溫雙毛細管粘度計的高溫恒溫裝置,進行了溫度控制的PID整定,在25-400℃控溫水平優(yōu)于±3 mK,遠遠滿足實驗測量對溫度的穩(wěn)定性要求。
　　本文在國際上首次建立了高溫雙毛細管氣體粘度測量系統(tǒng),改進了氣體管路系統(tǒng),研究了氣瓶出口壓力對控壓的影響,壓力

3、波動水平優(yōu)于±15 Pa,遠遠滿足實驗測量對壓力的不確定度要求。
　　本文首先測量了25-120℃氬氣在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導熱系數(shù),同已有的測量結果進行比較,相對偏差低于0.04％,驗證了本裝置的可用性以及較高的精確度。本文對預熱系統(tǒng)在250-400℃之間的預熱效果進行了分析,研究了管路中氣體流量及P4對預熱效果的影響。在國際上首次精確測量了120-380℃氬氣在理想氣體狀態(tài)下的粘度和導熱系數(shù),測量結果的相對標準不確定度為0.