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圆柱声学共鸣腔边界层扰动的二阶修正模型
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:2014.1.15
  • 页码:10-12
  • 分类:TH811[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TK123[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国计量科学研究院,热工计量科学研究所,北京100013, [2]清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51106143;No.51276175)
  • 相关项目:非理想壁面对圆柱法精密测量声速影响的研究
中文摘要:

圆柱声学共鸣法是测量Boltzmann常数和研究声学温度计的重要方法。热边界层和黏性边界层是影响圆柱声学共振频率的最主要因素。目前已有的声学一阶微扰理论已不能满足圆柱声学共鸣法精确测量Boltzmann常数的需求f不确定度小于1×10-6)。本文建立了基于声学二阶微扰理论的边界层扰动修正模型,计算结果表明,与一阶修正相比,二阶修正不影响圆柱声学腔的共振频率,但对频率半宽产生不可忽略的影响,且随着圆柱腔内的声学共振模式而变化,压力越低影响越大。对于长度80mm、半径40mm的圆柱腔,在273.16K、50kPa,二阶修正对Ar的(2,0,0)频率半宽的影响接近7×10-6。采用二阶修正模型,更符合真实物理规律,满足精确测量的需求。

英文摘要:

The acoustic cylindrical resonator method is one of the most importmant methods to determine the Boltzmann constant and acoustic thermometry. Thermal and viscous boundary layer cause the largest perturbation to the resonance frequecies. The corrections for the boundary layers based on the first-order theory are not sufficient for the Boltzmann constant determination towards 1×10-6 The second-order correction for cylindrical resonator is presented here. The calculation shows that the second-order correction doesn't have effects on the resonance frequencies, but have effects on the half-widths. At each temperature, the perturbation to the half-widths varies with the acoustic modes and increases with pressure p-1. For a cylindrical resonator with length of 80 mm and radius of 40 mm, at temperature of 273.16 K and pressure of 50 kPa in argon, the second-order correction to the half-width can be high up to 7× 10-6. The second-order correction leads to a better understanding of the energy loss in a cylindrical resonator.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026