腔体流量测定实验失败复盘

近期开展的几组腔体标量测定实验均以无合理结果告终。按推论，超声速射流的二氧化碳应发生相变，然数次实验混合多种浓度，始终未观测到相变现象，直至拆下设备，才发现隐蔽却致命问题——底座焊缝漏气，该被忽视细节成贯穿实验的“数据杀手” 。

一、实验过程与数据异常记录

（一）首次实验

核心目标：测定腔体在不同浓度二氧化碳下的标量数据。实验初始参数为压力 0.103896MPa、温度 26.1℃。测试数据如下：

• 纯空气测试：发现垫圈处存在 3.3L/min 漏气，修正后记录流动态流量 125L/min、压力 0.502MPa；
• 混合气体测试：CO₂浓度 10%和 50%工况下，压力稳定在 0.641MPa，但温度数据剧烈波动，由 26.1 摄氏度到 24.9 摄氏度不等，现猜测可能是底部剧烈漏气导致腔内温度变化；
• 最终结论：因数据离散度过高，判定实验存在异常。

（二）二次实验

改进方向：更换合适垫圈并优化气路控制，杜绝不合理漏气，初始压力 0.103421MPa、温度 27.2℃。实验现象依旧反常：

• 纯空气阶段：流量 120L/min 数据正常，但进入混合气体测试后失控；
• 10% CO₂混合：空气/CO₂流量比理论 9:1，实测达 11.6:1，压力波动超±0.02MPa；
• 70% CO₂混合：温度压力仅记录平均值，数据失去代表性。

二、隐藏缺陷的发现过程

因需更换实验，将腔体从底座拆下，拆卸全部管路前心血来潮再次实验，发现孔口气流微弱，排查气路后，确定底座焊缝存在严重漏气，基本大部分流量和压力都在此损失。

原因追溯：

• 结构设计盲区：焊缝位于底座隐蔽处，常规检查难以发现；
• 实验惯性思维：首次实验将漏气归因于垫圈问题，未对腔体整体密封性做系统性排查；
• 缺乏预实验检测：未在实验前单独对腔体做气密性测试，导致隐患持续影响数据质量。

三、系统性改进方案

更换新的腔体，同时修改高度尺，此前实验存在喷嘴高度过低问题，致使纹影系统需拆除底座才能拍摄出口平面，此次一并修正。

四、经验总结

这次失败深刻揭示**“隐蔽位置 = 安全盲区”的认知误区**。实验设计中，不能仅关注直观可见部件，更要对设备结构做系统性检查，避免同类问题再发生。科研路上，每个失败数据都是珍贵的“排雷记录”，正是这些教训推动实验设计不断迭代升级。