冯晓娟
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刘强
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周孟夏
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林鸿
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段远源
工程热物理学报
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303～333K下CO2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％。
关键词:
圆柱定程干涉
,
气相声速
,
频率测量
,
CO2
冯晓娟
,
林鸿
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张金涛
,
段远源
工程热物理学报
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(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80 mm、半径40 mm的圆柱腔,在273.16K、50 kPa,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.
关键词:
圆柱声学共鸣腔
,
边界层
,
二阶修正
林鸿
,
冯晓娟
,
张金涛
,
段远源
工程热物理学报
声学共鸣法是目前测量流体热物性、热力学温度和玻尔兹曼常数最精确的方法之一，声波导管为共鸣腔提供声源和气体进入口，但是会破坏共鸣腔的理想表面从而导致腔体内气体介质共鸣频率的偏移（△f）和共鸣峰半宽的增加（9）。本文从一阶声学微扰出发建立了声波导管对共鸣腔声场的扰动模型，分析了导管位置、长度和半径大小对腔体中介质共振频率的影响。进一步测量了52-1763min之间六个不同长度的导管在T=332K和p=50-500kPa时，圆柱共鸣腔中轴向共鸣模式的共鸣频率和半宽的变化，测量结果与理论计算值吻合较好，证明了理论模型的正确性。
关键词:
声波导管
,
声学共鸣法
,
一阶微扰理论
