喷管特性实验

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喷管性能实验

喷管性能实验
验台是采用锥形入口孔板流量计来测量喷管的实际流量。根 据孔板流量计上所显示的压差,求得流量与压差的关系式:
三、实验设备
1.喷管实验装置
图1 喷管实验装置系统 1. 实验段(喷管); 2. 孔板; 3. 探针移动机构;4. 孔板压差计; 5. 调 节阀; 6. 真空泵;7. 风道入口; 8. 背压真空表; 9. 探针连通的真空表; 10. 稳压罐;11. 调节阀 ; 12. 实验台支架
喷管特性实验
一、实验目的
1. 验证并进一步加深气流在喷管中流动的基本规律 的理解;
2. 了解气流在喷管流动中的压力、流量的变化规律 及测试方法;
3. 加深对临界状态基本概念的理解。
二、实验原理
1.喷管中气体流动的基本规律 根据气体在喷管中作一元稳定等熵流动的特点,
得出气体在变截面管道中气流速度W、密度ρ、压力 P的变化与截面A的变化及马赫数Ma的大小有关。
三、实验原理
2.探针测压实验装置
图2 探针测压简图 1. 管道;2. 喷管;3.探针;4.测压孔;5. 测量喷管各截面压力的压力 表; 6.测量喷管入口压力的压力表;7.测量喷管排气管道中压力(背 压)的压力表
四、实验步骤
1、装上所需的喷管,用“坐标校准器”调好“位移坐标 板”的基准位置。 2、打开罐前的调节阀,将真空泵的飞轮盘车旋1~2转, 一切正常后,全开罐后调节阀,打开冷却水阀门。然后 启动真空泵。 3、测量轴向压力分布
四、实验步骤
4、流量曲线测试 (1)把测压探针的引压孔移至出口截面之外,打开罐后调节阀,并关
闭罐前调节阀,启动真空泵。 (2)用罐前调节阀调背压,每变化20~30mmHg便停顿一下,同时将
背压值和U型管压差计的读数记下来。当背压升到某一值时,U型管压差计 的液柱便不再变化(即流量已达到了最大值)。此后尽管不断地降低背压, 但U型管压差计的液柱仍保持不变,这时,再测2~3点。至此,流量测量即 可结束。 5、打开罐前调节阀,关闭罐后的调节阀,让真空罐充气;2~3分钟后停闭 真空泵,立即打开罐后调节阀,让真空泵充气(防止回油);最后关闭冷却 水阀门。

喷管中气体流动基本特性实验报告

喷管中气体流动基本特性实验报告

喷管中气体流动基本特性实验报告一、实验目的1. 验证并进一步对喷管中气流基本规律的理解。

牢固树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。

2. 掌握喷管实验装置的实验原理、实验方法和操作步骤,比较熟练地用热工仪表测量压力(负压)、压差及流量。

3. 测量并绘制喷管内的压力分布曲线及流量曲线,做出定性的解释。

二、实验原理喷管是一些热工设备的重要部件,这些设备的工作过程和喷管中气体的流动过程有密切的关系。

实验观察气流完全膨胀时沿喷管各界面的压力变化,测定流量曲线和临界压力比,可以帮助了解喷管中气体流动现象的基本特性,并且通过观察渐缩渐扩喷管中膨胀不足和膨胀过度的现象,还可进一步了解工作条件对喷管中流动过程的影响。

气体在喷管的流动过程中,气体的状态参数P 、V ,流速C 和喷管截面积f 之间的基本关系可用下面三个方程表示:cdc f df v dvf df c dc vdp cdc M )1(02-==-+-= (4-1)式中:M 为马赫数,是表示气体流动特性的一个重要特性值。

M<1时,表明气体流速小于当地音速,M>1时,气体流速大于当地音速,气体作超音速流动。

方程指出:气体流经喷管时,压力降低,流速增大,喷管的截面积亦随之变化,而喷管的截面变化情况则取决于M值.1) 当气流流速小于音速(即M<1)时,欲使流速增大,喷管截面应该是收缩的; 2) 当气流流速大于音速(即M>1)时,喷管截面应该是扩放的;3)当流速等于音速时,喷管截面最小,此处正是气流流速由亚音速过渡到超音速,喷管由收缩形过渡到扩放形的转折点。

这点的参数称为喷管的临界参数,用脚码C 表示,如临界压力P C 、临界流速C C 等等。

1.渐缩喷管气体流经喷管的膨胀程度可以用喷管的背压P 2与进口压力P 1之比β表示。

PP12=β称为压力比。

而气体在渐缩喷管中膨胀所能达到的最低压力,是使喷管出口的气流速度达到当地音速的压力,即临界压力P C 。

喷管中气体流动特性实验

喷管中气体流动特性实验

喷管中气体流动特性实验1. 实验目的喷管是热工设备常用的重要部件,这些设备工作性能与喷管中气体流动过程有着密切系。

本实验以大气为气源,以喷管后的真空泵为动力,用真空罐稳定反压,通过调节阀随意调节反压,使气流以不同的速度流经喷管。

可达到以下目的: ⑴ 观察气流流经喷管时沿各截面压力的变化;⑵ 在各种不同工况下观察压力的变化和流量的变化,着重观察临界压力和最大流量现象。

2. 实验原理⑴ 渐缩喷管气体流经渐缩喷管时气流速度不断增大,压力、温度却不断减少,(见图2.1)出口 压力与进口压力之比β = p 2/p 1,β称为压力比, βc 称为临界压力比,11c 12-⎪⎭⎫ ⎝⎛+==βk k cr k p p气体在渐缩喷管中由p 1膨胀到p 2 = p cr ,这是最充分的完全膨胀。

此时气流达到当地音速a 。

当背压p b 大于临界压力p cr 时,p 2 = p b ,出口流速小于a ;当背压p b 等于临界压力p cr 时,p 2 = p cr ,出口流速等于a ;当背压p b 小于临界压力p cr 时,p 2 = p cr ,出口流速等于a ,但气流一旦离开出口截面就会突然膨胀,在喷管外降到背压p b (见图2.2) 。

⑵ 缩放喷管气体流经缩扩形喷管时完全膨胀的程度决定于喷管的出口截面A 2和喷管中最小截面积A min 的比值。

喷管在设计条件下工作时,气流完全膨胀,出口截面的压力p 2 = p b ,在最小截面A min 上,气流达到临界速度,压力为临界压力。

在进入喷管渐扩段后,气流继续膨胀,转入超音速流动,压力不断减小。

见图2—3中的曲线1。

气流在缩扩形喷管中流动时,如果背压p b 高于出口截面压力p 2,此时 气流膨胀过度,难以流出喷管渐扩段,在背图2.1压p b 作用下,气流在喷管出口处将产生激波。

气流通过激波,使压力升高并等于背压p b ,流出喷管。

见图2—3曲线2、3。

缩扩形喷管中气流产生激波的位置随着p b 的增大而沿着喷管轴线向最小截面移动;当背压继续提高时,缩扩形喷管最小截面上的压力也将不在保持临界压力,随背压p b 升高而升高,这时气流在喷管渐缩段的膨胀过程也将受背压改变的影响。

喷管特性实验指导书

喷管特性实验指导书

《工程热力学》喷管特性实验实验指导书编制:朱天宇肖洪河海大学机电工程学院2006年5月喷管特性实验一、 实验目的1. 验证并进一步对喷管中气流基本规律的理解。

牢固树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。

2. 掌握喷管实验装置的实验原理、实验方法和操作步骤,比较熟练地用热工仪表测量压力(负压)、压差及流量。

3.测量并绘制喷管内的压力分布曲线及流量曲线,做出定性的解释。

二、 实验原理喷管是一些热工设备的重要部件,这些设备的工作过程和喷管中气体的流动过程有密切的关系。

实验观察气流完全膨胀时沿喷管各界面的压力变化,测定流量曲线和临界压力比,可以帮助了解喷管中气体流动现象的基本特性,并且通过观察渐缩渐扩喷管中膨胀不足和膨胀过度的现象,还可进一步了解工作条件对喷管中流动过程的影响。

(一)收缩喷管出口的流速和流量假设喷管进口的气流参数都用它们对应的滞止参数表示,喷管出口处的气流参数用下标1表示,则喷管中绝能流的能量方程为211012f h c h +=对于比热为常数的理想气体,上式成为211012p f p c T c c T +=引用等熵过程关系式和状态方程(理想气体的γκ=),于是喷管出口的气流速度1f c ==(1-1)可见对于给定的气体,在收缩喷管出口气流未达到临界状态之前,进口的总焓越高,或者出口气流的压强对滞止压强比越小,则出口气流的速度越高。

收缩喷管出口气流速度最高可达当地声速,即出口气流处于临界状态。

通过喷管的质量流量为:1111111()f f m A c A c p q v v p γ==将式(1-1)式代入上式得出m q A = (1-2)m q 是1p 的连续函数,而且当1p =0和10p p =时,m q 都等于零。

由此推论。

在100p p <<的范围内必有m q 的极限值。

为了推求流量的最大值max m q ,取上式对1p 的导数,并令1/0m dq dp =,即1102()1cr p p p γγλ-==+意即1p 等于临界压强cr p 时,收缩喷管的流量达到最大值max m q ,这时喷管出口气流达临界状态11M a =。

喷管特性实验指导书

喷管特性实验指导书

喷管特性实验一、实验目的:1、验证和加深理解喷管中气体流动的基本理论。

2、观察气流在喷管中各截面的流速,流量,压力变化规律及掌握有关测试方法。

3、熟悉不同形式喷管的机理,加深对流动的临界状态基本概念的理解。

二、实验原理:1、喷管中气体流动的基本规律气体在喷管中作一元稳定等熵流动中,压力降低,流速增加。

气流速度C ,密度ρ及压力P 的变化与截面A 的变化及马赫数Ma (速度与音速之比)的大小有关。

它们的变化规律如下表: Ma 渐缩管 0<dx dA Ma渐扩管 0>dx dA dxdc dx d ρ dx dp dx dc dx d ρ dx dp <1>0 <0 <1 <0 >0 >1 <0 >0 >1 >0 <0(1)在亚音速(Ma<1)等熵流动中,气体在0<dx dA 的管道(渐缩管)里,速度C 增加,而密度ρ,压力P 降低,在0>dxdA 的管道(渐扩管)里,速度C 减小,而密度ρ,压力P 增大。

(2)在超音速(Ma>1)等熵流动中,气体在渐缩管中,速度C 减小,而压力P ,密度ρ增大,在渐扩管中,速度C 增加,压力P ,密度ρ降低。

(3)在Ma=1,即达到临界流动状态,此时,压力为临界压力,气流速度为音速。

2、喷管中流量的计算(1)理论流量根据气体一元稳定等熵流动中,任何截面上质量流量都相等,且不随时间变化。

流量大小由连续方程、动量方程、能量方程及绝热气体方程,等熵过程方程,得到气体在喷管中流量的计算式:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⋅-==+00011221211002222)()(12γγγγγP P P P V P A V C A q m (kg/s ) 式中:0γ—绝热指数 C 2—出口速度m/s A 2—出口截面积m 2V 2—出口比体积(m 3/kg ) P 2—出口压力(MPa )P 1—进口压力(MPa ) V 1—进口比体积(m 3/kg )若:P 1=P 2时 0=m q P 2=0时 0=m q ,即在0<P 2≤P c 渐缩喷管的出口压力P 2或缩放喷管的喉部压力P th 降至临界压力时,喷管中的流量达最大值,计算式如下:1112000minmax ,)12(12V P A q k m ⋅++=-γγγ 临界压力P c 为:11000)12(P P c ⋅+=+γγγ将0γ=1.4代入P c =0.528P 1 (2)、实测流量由于气流与管内壁间的摩擦产生的边界层,减少了流动截面,因为实际流量是小于理论流量,本实验台采用孔板流量计来测量喷管的流量。

实验三:喷管流动特性的测定

实验三:喷管流动特性的测定

试验三 喷管流动特性的测定一、实验目的和任务1.目的:巩固和验证有关喷管基本理论,熟悉喷管的机理,掌握气流在喷管中流速、流量、压力变化的规律及有关测试方法。

2.任务:对缩放喷管进行下列测定:(1)测定不同工况(初压p 1不变,改变背压p b )时期流在喷管中的流量q m ;绘制q m -p b 曲线;比较最大流量q m ,max 的计算值和实验值;确定临界压力p cr 。

(2)测定不同工况时气流沿喷管各截面(轴线位置X )的压力p 的变化;绘制出一组p -X 曲线;分别比较临界压力p cr 的计算值与实验值;观察和记录p cr 出现在喷管中的位置。

(3)通过电测装置,在X-Y 记录仪上绘制出q m -p b 曲线和p -X 曲线。

二、实验原理1.在稳定流动中,任何界面上质量流量都相等,且不随时间变化,流量大小可由下式确定:])()[(12112212112222kk kf m p p p p v p k k A v c A q +--==(1)式中:k —比热比(绝热指数,k =c p /c v )A 2—出口截面积(m 2) v —气体比容(m 3/kg ) p —压力(Pa )角注号:1指喷管入口,2指喷管出口。

若降低背压,使缩放喷管的喉部压力p 降至临界压力时,喷管中的流量达最大值:11111112max ,10404.0685.01212T p A v p A v p k k k A q cr cr k cr m ==⎪⎭⎫ ⎝⎛++=- (2) 临界压力p cr 的大小为:111528.0)1p p k p k kcr =+=-2( (3)喷管中的流量q m 一旦到达最大值,再降低背压p b ,流量q m 保持不变,流量q m 随背压p b 的变化关系如图1所示,缩放喷管与渐缩喷管的不同点是,流量达到最大值时的最高背压p b 不再是p cr ,而应是某一压力p f 。

2.沿喷管轴线X 各截面的压力p ,在喷管形状和工质的初态及背压一定时,可根据连续性方程和状态方程计算而得,也可用实验方法测得如图2所示的图形。

喷管特性实验报告

喷管特性实验报告

喷管特性实验报告
一、实验目的
本次实验旨在了解喷管特性,并分析其在喷管喷出物料过程中所产生的压力及流量之
间的关系。

二、原理说明
喷管是一种管道设备,用于将物料进行喷射,其特性受到管内压力及出口尺寸的影响。

当压力产生时,物料会以强度和方向均匀的流动出口。

射流喷口的建立是由喷嘴内部的尺
寸设计、射流强度、压力降和射流的外形等组成的。

三、实验装置和材料
1、实验装置:喷管、压力计、流量计、水池。

2、材料:水。

四、实验程序
1、调整实验装置,确定喷管出口。

2、将水放入水池。

3、将喷管放入水池,通过调节压力计,注入压力。

4、用流量计测量喷管输出的流量。

五、实验结果
表1 喷管压力及流量之间的关系
压力/MPa 流量/L/min
0.2 0.2
1.0 1.5
2.5
3.8
本次实验表明,喷管压力和流量之间存在着密切的联系,随着压力的增加,流量也随
之增加。

同时,喷管的压力也是一个重要参数,它是控制物料流度和物料喷射方向的关键
因素。

喷管测定实验报告分析

喷管测定实验报告分析

喷管测定实验报告分析引言喷管是一种常用的流体力学装置,广泛应用于航空、汽车、喷雾器等领域。

喷管的工作原理基于喷嘴从高压区流向低压区时产生的喷流效应。

通过测定喷管的性能参数,可以评估其喷射能力和流体动力学特性。

本次实验旨在通过喷管实际测定和数据分析,探究其工作原理和性能参数的衡量方法。

实验目的本次实验的主要目的是:1. 测定给定喷管的喷射速度和喷射角度;2. 分析不同压力下喷管的性能参数,如射程、喷射直径等;3. 探究压力与性能参数之间的关系,并验证理论预测。

实验方法1. 实验仪器:- 喷管装置- 压力计- 测距装置- 喷射角测量仪2. 实验步骤:1. 将喷管装置连接到压力计和测距装置上;2. 打开压力控制装置,设定不同的喷射压力;3. 测量并记录喷射速度和喷射角度;4. 固定喷射压力,在不同距离处测量喷射直径;5. 根据实验数据计算并分析喷管的性能参数。

实验结果与讨论喷射速度和喷射角度测定结果在不同的喷射压力下,我们测得如下喷射速度和喷射角度数据:压力(MPa) 喷射速度(m/s) 喷射角度()0.2 12.4 25.70.4 15.6 21.50.6 18.3 18.90.8 21.1 16.21.0 23.8 14.7从数据中可以观察到压力与喷射速度呈正相关关系,压力越大,喷射速度越高。

同时,喷射角度随着压力的增加而减小,这意味着流体喷射的方向更加集中和准确。

喷射直径测定结果固定喷射压力为0.6 MPa,我们在不同距离处测量了喷射直径,并绘制了喷射直径与距离的关系图:![喷射直径与距离关系图](喷射直径与距离关系图.png)从图中可以看出,随着距离的增加,喷射直径逐渐增大,但增大的速率逐渐下降。

这反映了喷管对流体的加速和喷射效果的衰减。

压力与性能参数的关系在实验中,我们固定了喷管的几何结构和流体性质,只改变了喷射压力。

通过分析实验数据,我们可以发现以下关系:1. 压力与喷射速度呈正相关关系;2. 压力与喷射角度呈负相关关系;3. 压力与喷射直径的关系复杂,它随距离的增加而逐渐增大,在不同距离下的增大速率不同。

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实验一 喷管特性实验1、实验内容1.1 测定不同工況(初压1p 不变,改变背压b p )时气流在喷管中的流量m q ,绘制b m p q -曲线,比较最大流量m ax m q 的计算值和实测值,确定临界压力c p 。

1.2 测定不同工况下气流沿喷管各截面(喷管轴线位置x )压力p 的变化,绘制出一组x p -曲线,分析比较临界压力c p 的计算值和实验值,观察和记录临界压力出现在喷管中的位置。

2、实验要求2.1 验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解,牢固树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。

2.2 比较熟练地掌握用热工仪表测量压力(负压)、压差及流量的方法。

2.3 重要概念1的理解:应明确在渐缩喷管中,其出口处的压力不可能低于临界压力,流速不可能高于声速,流量不可能大于最大流量。

2.4 重要概念2的理解:应明确在缩放喷管中,其出口处的压力可以低于临界压力,流速可高于声速,而流量不可能大于最大流量。

3、实验仪器与设备本系统由实验台本体、真空泵、数据采集系统(电测仪器、传感器集线盒、采集与程控机箱)计算机等组成。

其中传感器集线盒、采集与程控机箱、计算机并口由计算机打印共享线连接。

实验台由进气管、孔板流量计、喷管、测压探针真空表及其移动机构、调节阀、真空罐等几部分组成,见图1。

进气管(1)为ф57×3.5无缝钢管,内径ф50。

(2)空气自吸气口进入进气管,流过孔板流量计。

(3)孔板孔径ф7,采用角接环室取压。

(4)U 形管压差计,流量的大小可从U 形管压差计读出。

(5)喷管用有机玻璃制成。

配给渐缩喷管和缩放喷管各一只,见图2、图3。

根据实验的要求,可松开夹持法兰上的固紧螺丝,向左推开进气管的三轮支架(6),更换所需的喷管。

喷管各截面上的压力是由插入喷管内的测压探针(7)(外径ф1.2)连至“可移动真空表”(8)测得,它们的移动通过手轮~螺杆机构(9)实现。

由于喷管是透明的,测压探针上的测压孔(ф0.5)在喷管内的位置可从喷管外部看出,也可从装在“可移动真空表”下方的针在“喷管轴向坐标板”(在图中未画出)上所指的位置来确定。

喷管的排气管上还装有“背压真空表” (10),背压用调节阀(11)调节。

真空罐(12)直径ф400,体积0.118m 3,起稳定背压的作用。

罐的底部有排污口,供必要时排除积水和污物之用。

为减小震动,真空罐与真空泵之间用软管(13)连接。

在实验中必须测量四个变量,即测压孔在喷管内不同截面的位置x 、气流在该截面上的压力p 、背压b p 、流量m q ,这些量可分别用位移指针的位置、可移动真空表、背压真空表以及U 形管压差计的读数来显示。

本实验台配套的仪器设备选型如下:真空泵: 1401型 排气量3200升/分电测仪器包括负压传感器、压差传感器、位移传感器,它们分别将可移动式真空表、U 型管压差计、测压探针在喷管内不同截面上的压力转换为电讯号输入传感器集线盒,然后在计算机上直接得出实验曲线。

图1喷管实验台 1.进气管 2.空气吸气口 3.孔板流量计 4.U 形管压差计 5.喷管 6.三轮支架 7.测压探压针8.可移动真空表 9.手轮螺杆机构 10.背压真空表 11.背压用调节阀 12.真空罐 13.软管接头4、实验准备学生应预先阅读并掌握以下实验原理:4.1喷管中气流的基本规律1)由能量方程:221f dc dh q +=δ及 dp dh q νδ-=可得 f f dc c dp =-ν (1) 可见 ,当气体流经喷管速度增加时,压力必然下降。

2)由连续性方程:=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=⋅νννf f f c A c A c A 222111常数有 ff c dc d A dA -=νν 及过程方程 =k p ν常数有 pdp kd -=νν根据 f f dc c dp =-ν马赫数c c M f= ,而νkp c =得: ff c dc Ma A dA )1(2-= (2) 显然,当来流速度 1<Ma 时,喷管应为渐缩型)0(<dA ;当来流速度 1>Ma 时,喷管应为渐放型)0(>dA 。

本实验所涉及的喷管结构分别如图2、图3所示。

图2 渐缩喷管 图3 缩放喷管4.2气体流动的临界概念喷管气流的特征是0<dp ,0>f dc ,0>νd ,三者之间互相制约。

当某一截面的流速达到当地声速(亦称临界速度)时,该截面上的压力称为临界压力(c p )。

临界压力与喷管初压(1p )之比称为临界压力比,有:1p p c =γ 经推导可得: 112-⎪⎭⎫⎝⎛+=k kk γ (3)对于空气,528.0=γ 当渐缩喷管出口处气流速度达到声速,或缩放喷管喉部气流速度达到声速时,通过喷管的气体流量便达到了最大值(m ax m q ),或称为临界流量。

可由下式确定:1112minmax 1212νp k k k A q k m ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛++=- (4)式中: min A —最小截面积(对于渐缩喷管即为出口处的流道截面积;对于缩放喷管即为喉部处的流道截面积。

本实验台的两种最小流道截面积均为19.625 mm 2。

4.3气体在喷管中的流动1)渐缩喷管渐缩喷管因受几何条件)0(<dA 的限制,由式(2)可知:气体流速只能等于或低于声速(c c f ≤);出口截面的压力只能高于或等于临界压力(c p p ≥2);通过喷管的流量只能等于或小于最大流量(m ax m q )。

根据不同的背压(b p ), 渐缩喷管可分为三种工况,如图4 、图5所示:A —亚临界工况(c b p p >),此时m q <m ax m qc b p p p >=2B —临界工况(c b p p =),此时m q =m ax m qc b p p p ==2C —超临界工况(c b p p <),此时m q =m ax m qb c p p p >=2图中虚线表示理想气流,实线表示实际气流。

由于气流有粘性摩擦,在壁面附近形成边界层。

随着流程x 的延长,边界层厚度加厚,减小了实际流通面积。

所以,实际流量总是小于理论流量。

同时,边界层的存在还使管内气体压力的分布发生一些变化。

2)缩放喷管缩放喷管的喉部0=dA ,因此气流可以达到声速(c c f =);扩大段(0>dA ),出口截面的流速可超声速(c c f >),其压力可低于临界压力(c p p <2),但因喉部几何尺寸的限制,其流量的最大值仍为最大流量(m ax m q )。

气流在扩大段能做完全膨胀,这时出口截面处的压力称为设计压力(d p )。

缩放喷管随工作背压不同,亦可分为三种情况:A —背压等于设计背压(d b p p =)时,称为设计工况。

此时气流在喷管中能完全膨胀,流量达到最大流量。

在喷管喉部,压力达到临界压力,速度达到声速。

在扩大段转入超声速流动,出口截面的压力与背压相等(d b p p p ==2)。

B —背压低于设计背压(d b p p <)时,气流在喷管内仍膨胀到设计压力。

当气流一离开出口截面便与周围介质汇合,其压力立即降至实际背压值,流量仍为最大流量。

C —背压高于设计背压(d b p p >)时,气流在喷管内膨胀过度,其压力低于背压,以至于气流在未达到出口截面处便被压缩,导致压力突然升跃(即产生激波),在出口截面处,其压力达到背压。

激波产生的位置随着背压的升高而向喷管入口方向移动,激波在未达到喉部之前,其喉部的压力仍保持临界压力,流量仍为最大流量。

当背压升高到某一值时,将脱离临界状态,缩放管便与文丘里管的特性相同了,其流量低于最大流量。

缩放喷管的流通特性如图6、图7所示。

5、实验步骤分别对渐缩喷管和缩放喷管进行如下相同步骤:5.1 装好喷管。

5.2 对真空泵做开车前检查(检查传动系统、油路、水路)。

检查无问题后打开背压调节阀,用手转动真空泵飞轮几周,去掉气缸中过量的油,开启电动机,当达到正常转速后可开始实验。

5.3 测量轴向压力分布:1)把测压探针的引压孔移至进口截面之外,用罐前调节阀调节背压至一定值(见真空表读数),并记录下该值。

2)转动手轮,使测压探针向出口方向移动。

每移动一定距离(一般约2-3mm)便停顿下来,记录该点的坐标位置及相应的压力值,一直测至喷管出口之外。

把各个点描绘到坐标纸上,便得到一条在这一背压下喷管的压力分布曲线。

3)若要做若干条压力分布曲线,只要改变其背压值并重复(1)、(2)步骤即可。

5.4 流量曲线的测绘1)把测压探针的引压孔移至出口截面之外,打开罐后调节阀,关闭罐前调节阀,启动真空泵。

2)用罐前调节阀调节背压,每一次改变20—30mmHg 柱,稳定后记录背压值和U 型管压差计的读数。

当背压升高到某一值时,U 型管压差计的液柱便不再变化(即流量已达到了最大值 )。

此后尽管不断提高背压,但U 型管压差计的液柱仍保持不变,这时测2—3点。

至此,流量测量即可完成。

5.5 接通电测仪器,分别记录b m p q -曲线和x p - 曲线。

5.6 停车。

实验结束后的设备操作:打开罐前调节阀,关闭罐后调节阀,让真空罐充气;3分钟后停真空泵并立即打开罐后调节阀,让真空泵充气(目的是防止回油)。

最后关闭冷却水阀门。

5.7 认真做好原始记录。

1)设备数据记录:设备名称、型号、规格等。

2)常规数据记录:当地大气压力、室温、实验环境状况。

3)技术数据及绘制的图形等记入附表内。

6、实验注意事项真空泵在停机前,先关闭真空罐出口的调节阀,让真空罐充气。

关停真空泵后,立即打开此阀(真空泵上装有充气阀的还可打开充气阀),让真空泵充气。

这样做,一方面防止真空泵回抽,以免损坏用非耐油橡胶制成的减震软管。

另方面有利于真空泵下次的启动。

7、实验纪录及报告7.1数据处理1)压力值的确定(1)本实验装置采用的是负压系统,表上读数均为真空度,为此须换算成绝对压力值(p ):v a p p p -= (5)式中: a p —大气压力(mmbar );v p —真空度。

(2)由于喷管前装有孔板流量计,气流有压力损失。

本实验装置的压力损失为U 型管压差计读数(p ∆)的97% 。

因此,喷管入口压力为:p p p a ∆-=97.01 (6)(3)由式(5)、(6)可得到临界压力1528.0p p c =,在真空表上的读数(即用真空度表示)为:p p p a v c ∆+=51.00472.0)( (7) 计算时,式中各项必须用相同的压力单位。

(大致判断,)(v c p 约为380mmHg )。

2)喷管实际流量测定由于管内气流的摩擦而形成边界层,从而减少了流通面积。

因此,实际流量必然小于理论值。

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