临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比

　　一、临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比与临界压力比

　　设临界流喷嘴的进口压力为p1、滞止压力为p0、喉部压力为p*、出口压力为p2。 增大临界流喷嘴的滞止压力p0或减小临界流喷嘴的出口压力p2， 即减小背压比(p2/p0)，则流过临界流喷嘴的气体流量增加。当背压比减小到使临界流喷嘴达到临界压力比(p*/p0)c时，气体的流量达到最大， 此时的背压比即为最大允许背压比，气体流速为当地声速。 再继续降低背压比(2/p0)，流过临界流喷嘴的气体流速将保持不变。由于临界流喷嘴喉部静压力p*无法直接测量，通常不会有人去测量临界压力比(p*/p0)c。对于给定的测量介质，临界压力比(p*/p0)c是通过计算得到的。比如，空气的等熵指数为1.4， 则临界流喷嘴 (包括临界流文丘里喷嘴)的临界压力比均为0.528。

　　临界流喷嘴的临界压力比可以通过测量背压比加以控制，当背压比小于最大允许背压比时，临界流喷嘴的临界压力比才得以保持，临界流喷嘴的计量才真实和准确。

　　最早使用的临界流喷嘴无扩散段，压力损失〔(p1-p2)/p1〕比较大，约为进口压力的50%(空气为47.2%，不足50%)，最大允许背压比为0.5。 后来发展为临界流文丘里喷嘴，有了圆锥形扩散段，流体可以在扩散段恢复到较高的下游压力， 使得压力损失大幅度下降，出口压力可以达到进口压力的80%～90%，即最大允许背压比可以达到0.8～0.9，如表1所示。

　　二、临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比的运用

　　临界流文丘里喷嘴的最大允许背压比主要使用在气体流量标准装置上，其最大允许背压比是临界流喷嘴气体流量标准装置的重要指标，是装置准确度得以保证的基础。

　　为保证背压比达到要求，气体流量标准装置必须能测量背压比， 并且要能根据最大允许背压比作出判断和给出警示。 通常的做法是，装置即时测量临界流喷嘴进、出口处的压力， 背压比的计算值设置在工作界面并实显示出来。 当背压比低于最大允许背压比时，工作正常;当背压比高于最大允许背压比时， 计算机闪烁背压比值和报警，表示试验条件达不到要求，程序停止运行。实际计算背压比值时， 由于气体介质总是流动的，在临界流喷嘴及其压力测量满足安装条件要求的情况下，测得的进口压力(p1)与滞止压力 (p0)可以认为是相等的或误差是可忽略的(必要时，可以测量流速和p1来计算p0)。 临界流喷嘴满足安装条件要求是指临界流喷嘴的安装直径比小于0.25或上游是大空间;对于圆形管道，取压位置为0.9D～1.1D;对于大空间，取压位置位于距入口平面10d±1d且垂直于入口平面的管壁上。