崔 萌

（核工业理化工程研究院，天津300180）

0 引言

在重要的科研生产过程中，真空状态下气体流量的控制和测量十分关键，尤其是当工作气体具备腐蚀性、放射性等特殊性质和用途时，一般的气体流量计都无法使用，如何高效低成本地解决气体流量的控制与测量是亟待解决的问题。根据工程经验，通常是使用调节阀叠加流量孔板来分别实现气体流量的控制和测量。但对于某些工质气体，其饱和蒸气压较低，同时使用调节阀和孔板产生的压降较大，流量可调整范围减小，不利于调节阀的选型。因此，考虑将气体流量的测量功能和控制功能均由调节阀来实现，这就需要对调节阀的流量特性曲线进行标定。

1 调节阀理论流量公式

调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件[1]，而调节阀的流量特性与调节阀芯的形状密不可分。在工程上，用于气体流量精准调节的调节阀阀芯一般采用锥形阀芯或者针型阀芯，喉部截面则为圆形，以达到精准的流量及压力调整。因此，可以将调节阀阀孔及阀芯看作孔径不断变化的节流孔板，每一开度对应一个当量孔径。

对调节阀的流量进行标定，需知道调节阀的流量如何表达。在真空管道中，气体是沿管道轴向左亚音速流动，当孔板前后压强的比值满足一定条件后，气体就可以在收缩断面处达到音速，断面各参数所达到的值称为气流在该断面的滞止参数[2]，P0、ρ0、T0代表收缩断面上气体的滞止压强、密度和温度。……