【摘 要】
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声学共鸣法是目前测量Boltzmann常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和黏性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q
【机 构】
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中国计量科学研究院,清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室,
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声学共鸣法是目前测量Boltzmann常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和黏性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q值)较低,使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann常数的确定造成不可忽略的影响。本文的理论和实验研究表明,低Q值对声学共振频率的一阶相对影响为-1/(8Q~2),通过共振频率的理论修正,可使得低Q值产生的频率非对称性对Boltzmann常数的影响小于2×10~(-7),满足Boltzmann常数测量的需求。
Acoustic resonance method is the most accurate experimental method for measuring Boltzmann constant. Cylindrical method is one of the most important basic methods. Due to the large influence of the thermal boundary layer and the viscous boundary layer, the acoustic resonance frequency in the cylindrical cavity has low Q (Q), which leads to the asymmetric acoustic resonance frequency and the non-negligible effect on the Boltzmann constant influences. The theoretical and experimental studies show that the first-order relative influence of low-Q on the acoustic resonance frequency is -1 / (8Q ~ 2). By the theoretical modification of the resonant frequency, The influence of constant is less than 2 × 10 ~ (-7), which meets the demand of Boltzmann constant measurement.
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