喷管实验指导书(西安交通大学).
喷管实验实验报告思考题(3篇)
第1篇一、实验目的思考题1. 在实验中，喷管的形状和尺寸对气体流动有什么影响？请结合实验结果进行分析。
2. 实验中观察到的马赫数与理论计算值存在差异，分析可能的原因。
3. 通过实验，你对连续流动和非连续流动有了哪些新的认识？4. 喷管实验对实际工程应用有哪些指导意义？二、实验原理思考题1. 请详细阐述喷管实验中使用的连续性方程和伯努利方程的物理意义。
2. 解释喷管中气体速度、压力和密度之间的关系。
3. 在实验中，为什么选择特定的喷管形状和尺寸？4. 如何根据实验结果验证喷管实验的理论模型？三、实验装置与试剂思考题1. 实验中使用的喷管材料对其性能有何影响？2. 实验过程中，如何确保喷管内壁光滑，减少摩擦阻力？3. 为什么要使用特定的气体作为实验介质？4. 实验装置中各部件的作用是什么？四、实验步骤思考题1. 在实验过程中，如何确保喷管入口处的气流是均匀的？2. 实验中，如何避免喷管内壁产生沉积物？3. 实验过程中，如何测量气体速度、压力和密度？4. 在实验过程中，如何处理实验数据，确保数据的准确性？五、实验数据处理与分析思考题1. 请解释实验中使用的测量仪器和方法的误差来源。
2. 分析实验数据，验证连续性方程和伯努利方程在喷管实验中的适用性。
3. 通过实验数据，分析喷管形状和尺寸对气体流动的影响。
4. 比较实验结果与理论计算值，分析误差产生的原因。
六、实验结论思考题1. 根据实验结果，总结喷管实验中气体流动的特点。
2. 分析喷管形状和尺寸对气体流动的影响规律。
3. 喷管实验对实际工程应用有哪些启示？4. 如何改进喷管设计，提高气体流动性能？七、思考题（结合实际）1. 请举例说明喷管实验在航空、航天、汽车等领域的应用。
2. 分析喷管实验在新能源、环境保护等领域的潜在应用价值。
3. 结合实验结果，探讨喷管实验在相关学科交叉研究中的作用。
4. 请提出喷管实验未来研究方向及改进措施。
八、实验心得体会1. 通过本次实验，你学到了哪些知识和技能？2. 在实验过程中，你遇到了哪些困难？如何克服？3. 请谈谈你对喷管实验的理解和认识。
空气动力学拉法尔结构实验
空气动力实验报告拉阀尔喷管沿程M数分布试验及二维斜激波前后气流参数测量试验北京航空航天大学流体力学研究所2008年8月拉法尔喷管沿程M 数分布试验指导书一. 实验目的：了解暂冲式超音速风洞的基本工作原理，掌握拉伐尔喷管产生超音速的流动特性，根据沿拉法尔喷管各截面静压的测量值，确定沿喷管的M 数分布。
二. G1超音速风洞系统工作原理：图1为G1超音速风洞系统原理图，G1超音速风洞是由气源和洞体两大部分组成。
气源部分由空气压缩机、油水分离器、单向阀、纯化器和储气罐组成。
特别需要指出的是，气体经拉阀尔喷管到实验段是一个膨胀加速过程，气体到达实验段时的温度和密度会很低，此时若空气中含有水分和油的话，水汽就会凝结从而影响试验的精确性，而油分会增加这种凝结的危险性。
所以油水分离器是超音速风洞致关重要的一个装置。
G1超音速风洞洞体部分由调压阀、稳定段、拉阀尔喷管、实验段、第二喉道和扩压段组成。
1. 调压阀：由于压缩空气不断的从储气罐中流出，气罐内的压力就要不断地下降，为了保证稳定段内的总压P 0不变，使用调压阀调节气流的流通面积，使其逐步开大来满足稳定段总压的恒定。
2. 稳定段：经调压阀进入稳定段的气流是及不均匀的，气流中有许多旋涡存在。
稳定段的作用就是对这些不均匀气流进行调整。
由于稳定段的截面尺寸是风洞洞体中最大的，因此气流进入稳定段后流速降低，另外稳定段内还装有蜂窝器和阻尼网，其作用是粉碎气流中的大旋涡从而使气流均匀。
3. 拉阀尔喷管：拉阀尔喷管是超音速风洞产生超音速气流的关键部件，见图1，它是一个先渐缩后渐扩的管道装置，喷管的最小截面称为喉道，在喉道处气流达到音速。
对于定常管流，流过任一个截面的流体质量都是相等的，即，)(常数C vA =ρ，式中密度ρ、速度v 和截面A 处于流管同一截面内，对C vA =ρ式取对数，再微分，得：0=++AdA v dv d ρρ， （2-1）由定常一维流动的欧拉运动方程： ρ/dp vdv -= （2-2）及声速的微分形式：2/a d dp =ρ，（p 及ρ的变化规律为绝热等熵过程）合并为vdv a v d 22-=ρρ或 v dvM d 2-=ρρ 代入式（2-1）得： A dAv dv M =-)1(2 （M 为马赫数，a v M /=） (2-3) 式（2-3）即为一维可压缩流在变截面管道中等熵流动的基本关系式，该公式说明，在高速气流中，要使得流速增加，0/>v dv ，面积变化A dA /该增该减要看当时得M 数。
喷管实验台操作规程(3篇)
第1篇一、前言喷管实验台是一种用于研究流体力学、热力学以及相关科学实验的专用设备。
为了确保实验的安全性和准确性，本规程详细规定了喷管实验台的操作流程、安全注意事项以及维护保养方法。
所有操作人员必须严格遵守本规程。
二、实验台简介喷管实验台主要由以下部分组成：1. 实验台主体：采用耐腐蚀、易清洁的材料制成，表面平整，具备足够的强度和稳定性。
2. 喷管：采用高精度加工工艺制造，可调节角度和流量，适用于不同类型的流体实验。
3. 流量计：用于测量流体流量，保证实验数据的准确性。
4. 控制系统：包括电源、开关、调节器等，用于控制实验台的工作状态。
5. 安全防护装置：包括紧急停止按钮、防电击装置等，确保实验安全。
三、操作规程1. 准备工作a. 检查实验台各部件是否完好，电源、水源、气源是否正常。
b. 根据实验需求，调整喷管角度和流量。
c. 检查流量计是否校准，确保实验数据的准确性。
2. 实验操作a. 开启电源，检查控制系统是否正常。
b. 按照实验要求，调节流量和喷管角度。
c. 在实验过程中，密切关注流量计和喷管工作状态，确保实验数据稳定。
d. 如遇异常情况，立即停止实验，检查原因并采取相应措施。
3. 实验结束a. 关闭电源，切断水源、气源。
b. 将喷管角度调至初始位置，确保下次实验顺利进行。
c. 清理实验台，保持整洁。
四、安全注意事项1. 操作人员必须熟悉本规程，了解实验台各部件的功能和操作方法。
2. 实验过程中，严禁触摸带电部分，防止触电事故发生。
3. 实验室内禁止吸烟、饮酒，保持空气流通。
4. 实验结束后，及时关闭电源、水源、气源，确保安全。
5. 实验过程中，如遇火灾、触电等紧急情况，立即切断电源，并采取相应措施。
五、维护保养1. 定期检查实验台各部件，确保其完好。
2. 清洁实验台，保持表面平整、无油污。
3. 定期校准流量计，确保实验数据的准确性。
4. 如发现实验台故障，及时报修。
六、培训与考核1. 实验室应对操作人员进行培训，确保其熟悉本规程。
喷管实验实验报告思考题
喷管实验实验报告思考题
喷管实验是一个与流体力学相关的实验，以下是一些在撰写实验报告时可能需要考虑的问题：
1. 实验原理：喷管实验的原理是基于流体力学中的伯努利定理，即在一个流体系统中，任意一点的速度、压强、密度和位置等参数满足一定的关系。
在喷管实验中，我们需要观察流体在喷管内的流动情况，并通过测量喷管出口的流速、压强等参数来验证伯努利定理的正确性。
2. 实验设备：在进行喷管实验时，需要使用到一些实验设备，如喷管、压力计、流速计等。
在实验报告中，需要对这些设备进行简要的介绍，并说明它们在实验中的作用和精度。
3. 实验步骤：在进行喷管实验时，需要按照一定的步骤进行操作，以获得准确的实验结果。
在实验报告中，需要详细描述实验步骤，包括喷管的设计、流体的选择、测量过程的描述等。
4. 实验结果分析：在实验报告中，需要对实验结果进行分析和解释。
可以通过图表或者数据来展示实验结果，并利用伯努利定理对实验结果进行理论分析，以验证实验的正确性。
5. 误差分析：在进行喷管实验时，由于各种因素的影响，可能会导致实验结果存在误差。
在实验报告中，需要对这些误差进行分析和评估，并说明其对实验结果的影响。
6. 结论与总结：在实验报告中，需要对实验结果进行总结和概括，并说明实验对于验证伯努利定理的重要性和意义。
同时，也需要指出实验中存在的不足和需要改进的地方。
7. 建议与展望：在实验报告中，可以提出一些针对实验的改进建议和未来展望，以进一步优化实验方法和提高实验精度。
总之，在撰写喷管实验报告时，需要对实验原理、设备、步骤、结果分析、误差分析、结论和总结以及建议和展望进行全面的考虑和阐述。
燃烧学实验指导书
燃烧学实验指导书。
目录实验原理系统图、实验仪器仪表型号规格及燃料物理化学性质 (2)实验一 Bensun火焰及Smithell法火焰分离 (3)实验二预混火焰稳定浓度界限测定 (4)实验三气体燃料的射流燃烧、火焰长度及火焰温度的测定 (6)实验四静压法气体燃料火焰传播速度测定 (8)实验五本生灯法层流火焰传播速度的测定 (11)实验六水煤浆滴的燃烧实验 (13)燃烧喷管及石英玻璃管说明燃烧喷管共4根，分别标记为：I号长喷管—细的长喷管(喷口内径7.18mm)II号长喷管—粗的长喷管(相配的冷却器出口直径10.0mm)I号短喷管—细的短喷管(喷口内径5.10mm)II号短喷管—粗的短喷管(喷口内径7.32mm)石英玻璃套管共3个，分别标记为：I号玻璃管—最细的石英玻璃管(本生灯火焰内外锥分离用)II号玻璃管—中间直径的石英玻璃管(观察Burk-Schumann火焰现象及测定射流火焰长度用)III号玻璃管—最粗的石英玻璃管(测定射流火焰温度用)燃烧学实验注意事项1．实验台上的玻璃管须轻拿轻放，用完后横放在实验台里侧，以防坠落。
2．燃烧火焰的温度很高，切勿用手或身体接触火焰及有关器件。
3．燃烧完后的喷嘴口、水平石英管的温度仍很高，勿碰触，以防烫伤。
4．在更换燃烧管时，手应握在下端，尽量远离喷嘴口。
-可编辑修改-燃烧学实验定值器压力#1台#2台#3台#4台#5台#6台预混空气(kPa) 13 12 13 13 20 13射流空气(MPa) 0.12 0.11 0.135 0.12 0.16 0.122。
-可编辑修改-燃烧学实验4 实验一 Bensun火焰及Smithell法火焰分离一、目的：1. 观察Bensun火焰的圆顶效应、壁面淬熄效应及火焰外凸效应；燃料浓度对火焰颜色的影响；气流速度对火焰形状的影响等各种火焰现象。
2. 了解本生灯火焰内外锥分离的原理和方法。
二、原理预混合燃烧即动力燃烧，其机理是燃气与燃烧所需的部分空气进行预先混合，燃烧过程在动力区进行，形成的火焰称之为Bensun火焰。
工程热力学实验指导书(guo)
重庆科技学院工程热力学实验指导书热能与动力工程教学示范中心二〇〇八年九月目录实验一气体定压比热容测定实验1实验二二氧化碳p-v-t关系测定实验8实验三饱和蒸汽压力和温度关系实验15实验四喷管实验18实验一 气体定压比热容测定实验一、实验目的1．了解气体比热测定装置的基本原理和构思。
2．熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。
3．掌握由基本数据计算出比热值和比热公式的方法。
4．分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验原理引用热力学第一定律解析式，对可逆过程有：pdv du dq += 和 vdp dh dq -=（1）定压时0=dpp p T h dT vdp dh dT dq c ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=（2）此式直接由p c 的定义导出，故适用于一切工质。
在没有对外界作功的气体的等压流动过程中：p dQ m dh 1= （3）则气体的定压比热容可以表示为：()1221t t m Q c p t t p -= kJ/kg •℃（4）式中：m ——气体的质量流量，kg/s ；p Q ——气体在等压流动过程中的吸热量，kJ/s 。
由于气体的实际定压比热是随温度的升高而增大，它是温度的复杂函数。
实验表明，理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂，但总可表达为：Λ+++=2et bt a c p （5）式中a 、b 、e 等是与气体性质有关的常数。
例如空气的定压比热容的实验关系式： 3102741087268.41002402.41076019.102319.1T T T c p ---⨯-⨯+⨯-=kJ/kg •K式中：T ——绝对温度，K 。
该式适用于250～600K ，平均偏差为0.03%，最大偏差为0.28%。
由于比热随温度的升高而增大，所以在给出比热的数值时，必须同时指明是那个温度下的比热。
根据定压比热的定义，气体在t ℃时的定压比热等于气体自温度t 升高到dt t +时所需热量dq 除以dt ，即：dt dqc p =当温度间隔dt 为无限小时，即为某一温度t 时气体的真实比热。
汽轮机、锅炉实验指导书
实验12 空气在喷管中流动特性的测定一、实验目的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、 比较熟练地掌握用常规、计算机数据采集仪表测量压力（负压）、压差及流量的方法。
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，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量。
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，流速可高于音速，而流量不可能大于最大流量。
5、 应对喷管中气流的实际复杂过程有所了解，能定性解释激波产生的原因二、实验原理1、喷管中气流的基本规律（1）截面积不变，改变进出口的压差——力学条件2f fdc dpMa p c κ=- 可见，当气体流经喷管速度增加时，压力必然下降；如压力升高，则流速必降低。
（2）固定压差，改变进出口截面面积——几何条件2(1)f fdc dAMa A c =- f c Ma c = 当1Ma <（亚声速流动）时，要想增加流速，喷管应为渐缩型)0(<dA ； 当1Ma >（超声速流动）时，要想增加流速，喷管应为渐扩型)0(>dA ； 对于气流有亚声速连续增加至超声速时，喷管要做成渐缩渐扩型（缩放喷管） 2、气体流动的临界概念喷管气流的特征是0<dp ，0f dc >，0>νd ，三者之间互相制约。
当某一截面的流速达到当地音速（亦称临界速度）时，该截面上的压力称为临界压力（cr p ）。
临界压力与喷管初压（0p ）之比称为临界压力比，有：crcr p p ν=经推导可得： 121k k cr k ν-⎛⎫= ⎪+⎝⎭(3)对于空气，0.528cr ν=当渐缩喷管出口处气流速度达到音速，或缩放喷管喉部气流速度达到音速时，通过喷管的气体流量便达到了最大值（,max m q ），或称为临界流量。
可由下式确定：,max m q A = (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）。
毕业论文-喷管设计
本科毕业设计论文题目 ____喷射清洗喷枪设计研究__________专业名称____飞行器设计与工程________学生姓名________刘操______________指导教师_______席德科_______________毕业时间_____2006年7月_____________毕业任务书一题目喷射清洗喷枪设计研究二指导思想和目的要求通过本论文工作，使学生对所学的基础理论和专业知识得到巩固和提高，了解、熟悉喷射清洗喷枪的理论、工作原理、功能作用以及设计方法，并进行实际设计，从而培养学生的设计能力、独立工作能力以及科研能力,使学生的专业业务素质得到提高。
三主要技术指标1 熟悉喷射清洗喷枪设计计算程序，并进行算例设计。
2 熟悉、掌握Fluent软件使用方法，并使用该软件对所设计的喷枪进行数值模拟。
四进度和要求1 查阅、熟悉相关文献资料，并英译汉翻译相关资料（约15000字符）。
2周2 熟悉、掌握喷射清洗喷枪设计理论、方法，并熟悉计算程序。
3周3 熟悉、掌握Fluent软件，并用该软件对所设计的喷头进行数值模拟。
3周4 编写、完成论文。
3周5 答辩准备。
1周五主要参考书及参考资料[1] 杨林，唐川林，张凤华，高压水射流技术的发展及应用，洗净技术，2004，2（1）：9～14.[2] 卢晓江，何迎春，赖维，高压水射流清洗技术及应用, 化学工业出版社，NO.1,2006.[3] 薛胜雄，高压水射流清洗技术及应用，化学工业出版社.[4] 韩占忠，王敬，兰小，FLUENT流体工程仿真计算实例与应用，北京理工大学出版社.[5] 李玉柱，苑明顺，流体力学，高等教育出版社.[6] 沈忠厚著，水射流理论与技术，北京：石油大学出版社，1998.[7] 阿勃拉莫维奇，实用气体动力学，梁秀彦译，北京:高等教育出版社,1995.[8] 徐华舫，空气动力学基础，北京：国防工业出版社.[9] (英)罗姆﹒哈姆著，伟大的科学实验，廖启端译，北京：科学普及出版社，1985.[10] Reshhoto,E.,Tucher,M.:Approximate Calculation of Compressible Bonudrary-Layer With Heat Transfer and Arbitrary Pressure Gradient,NACA TN 4.学生__刘操______ 指导教师___________ 系主任___________目录摘要--------------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT------------------------------------------------------------------------2 第1章绪论---------------------------------------------------------------------31.1 研究的目的和意义--------------------------------------------------------31.2 喷射清洗喷枪的研究现状--------------------------------------------------31.3 本论文主要工作----------------------------------------------------------4 第2章两种工业物理清洗简介及机理-----------------------------------------------52.1 干冰清洗----------------------------------------------------------------52.2 高压水射流清洗----------------------------------------------------------6 第3章喷管设计理论-------------------------------------------------------------93.1 基本理论----------------------------------------------------------------93.2 收缩段设计--------------------------------------------------------------93.3 扩张段设计-------------------------------------------------------------103.4 特征线法简述-----------------------------------------------------------133.5 喷管型线的确定及附面层修正---------------------------------------------143.6 小结-------------------------------------------------------------------15 第4章喷管设计程序介绍及算例设计----------------------------------------------163.1 喷管设计程序-----------------------------------------------------------163.2 算例设计---------------------------------------------------------------17 第5章数值模拟----------------------------------------------------------------185.1 Fluent软件简介--------------------------------------------------------185.2 用Gambit建立模型------------------------------------------------------205.3 用Fluent软件进行数值模拟----------------------------------------------22 第6章结果分析---------------------------------------------------------------23 致谢----------------------------------------------------------------------------24 参考文献------------------------------------------------------------------------25 附录1：扩张段计算程序-----------------------------------------------------------26 附录2：收缩段计算程序-----------------------------------------------------------48 附录3：后处理程序---------------------------------------------------------------52 附录4：数值模拟结果-------------------------------------------------------------53 附录 5：程序计算结果-------------------------------------------------------------54摘要本论文旨在对喷射清洗喷枪进行设计研究。
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第 1 章 喷管实验3.1 渐缩喷管流动测试实验3.1.1实验目的1) 熟悉渐缩喷管的实验原理及测量方法；2) 测定喷管出口截面压力随背压的变化以及相应工况的流量；3) 学会正确使用压力表、真空表及大气压力计。
3.1.2实验原理气体流经渐缩喷管时，能使气流充分膨胀的压力比是临界压力比，表示为：（3-1）对于空气等双原子理想气体，κ = 1.4，νcr = 0.528。
p cr 称为临界压力，是气体在渐缩喷管中能膨胀到的最低压力。
当喷管出口外压力即背压在大于临界压力的范围内变动时，渐缩喷管内气体能完全膨胀，喷管出口截面压力cr b p p p >=2，若略去沿程摩擦，将流动简化为定熵流动，根据流速、流量公式可知，流速，流量，喷管内压力变化如图3-1中曲线2、3、4所示。
1112-⎪⎭⎫ ⎝⎛+==κκκνp p cr cr b p cr p cr f c c <2max ,m m q q <图3-1渐缩喷管中的压力分布图1—p 2 = p cr 的情况；2、3、4—p 2>p cr 的情况；5—p 2<p cr 的情况当背压时，气体流经渐缩喷管的出口截面压力，流速，流量达到最大即，气流在渐缩喷管内充分膨胀，压力变化如图3-1中曲线1所示。
当背压p b 小于p cr 时，根据工程热力学教材中对定熵流动的分析，在截面积单纯收缩的渐缩喷管中，出口截面压力p 2不能降至p cr 以下，所以在喷管出口截面仍有，，。
气流在喷管中膨胀不足，流出喷管后将自由膨胀，从降至。
这部分压降无相应的渐扩通道引导，不能增加流速，而是在自由膨胀中不可逆地损耗了。
管外的自由膨胀已不遵守定熵流动规律，以图3-1中波形曲线5示意。
本实验所用工质为空气，利用真空泵制造一低于大气压力的喷管背压，使空气流经实验管道及渐缩喷管。
改变背压，测定喷管出口截面压力和流量，通过5个工况的实验测试和分析讨论，达到巩固、理解教材及上述原理的目的。
3.1.3实验装置整个实验装置由渐缩喷管实验台本体、真空罐、真空泵及测量仪表等组成，装置简图如图3-2所示。
cr b p p =cr b p p p ==2cr f c c =2max ,m m q q =cr p p =2cr f c c =2max ,m m q q =cr p p =2b p b p 2p图3-2渐缩喷管实验装置简图1—喇叭口；2—进气管；3—靶式流量计；4—缓冲罐；5—喷管；6—测压探针；7—与测压探针连通的真空表；8—手轮-螺杆机构；9—真空背压表；10—背压调节阀；11—真空罐；12—支架图中1、2为喇叭形进气口及管道，用于稳定气流、均匀流场。
4为缓冲罐，用于稳定喷管入口的流场，并起到降低噪音的作用。
3为靶式流量计，用于测量流经喷管的气体流量。
5为渐缩喷管实验段，采用有机玻璃制成，渐缩喷管出口截面外径，具体结构和尺寸见图3- 3。
6为测压探针，由的不锈钢管制成，管端部封死，侧面开设两个对称的小孔，用于测量喷管各截面处的压力。
其结构及连接如图3- 4所示。
7和8分别为与测压探针相连接的真空表及手轮-螺杆机构。
转动手轮-螺杆机构可带动测压探针沿喷管轴线移动，测压探针上的静压孔将处于喷管内不同截面位置，此时由真空表7即可读取喷管内不同截面的压力。
9为背压真空表，10为背压调节阀，用于调节喷管背压的大小。
11为真空罐，是体积为3m 3的压力容器，主要用于稳定喷管背压。
真空罐上装有真空表和带有硅胶盒的真空破坏阀。
前者显示罐内真空度大小，而当整个实验停止工作时，为了使实验系统处于外界压力平衡状态，则需打开真空破坏阀。
mm 4=φmm 2.1=φ此外，采用真空泵对真空罐抽真空，以造成低于大气压力的喷管出口外背压，在渐缩喷管进出口形成压差，使气体在喷管中流动，同时采用大气压力计测量大气压力。
图3- 3渐缩喷管结构尺寸 图3- 4探针测压简图3.1.4实验测量关闭实验台上所有阀门后，启动真空泵，使真空罐内的真空度保持在左右，随后开启实验台上的背压调节阀。
由于喷管出口外背压低于大气压力，因此空气通过喇叭进气口进入实验管道，流经渐缩喷管。
转动手轮-螺杆机构，测压探针可自由地伸入喷管内各截面，测得不同截面的压力。
如使测压探针上的静压孔处在喷管出口截面，即可测得出口截面气流压力。
当背压达到临界压力后，再降低背压，渐缩喷管的流量不变，因此可以通过观察流量不变来判断渐缩喷管出口是否达到临界状态。
此方法可以估测出临界压力。
3.1.5实验步骤1) 开启真空泵（由教师完成）；2) 由DYM3型空盒气压表测取大气压力（注意按说明书进行相应修正）；3) 根据所测的大气压力计算渐缩喷管临界压力（实验工质为空气）；4) 调节背压阀门，将背压调节在计算获得的临界压力值附近变化，并仔细观察靶式流mmHg 700 v p 2p b p cr p cr p 0p cr p量计的读数不随背压变化的现象。
反复操作几次，估测出气流实际流经渐缩喷管的临界压力所对应的真空度，并记录在表3-1中；5) 转动手轮-螺杆机构，使测压探针的静压孔位于喷管出口截面（即在背压低于临界背压的情况下将与测压探针连接的真空表的数值调到），此后不再转动手轮-螺杆机构；6) 按实验数据记录表所给的工况依次改变背压，测定对应工况的喷管出口压力、真空度及靶式流量计读数q v ，并记入表3-1中；7) 实验完毕，关闭背压调节阀门。
3.1.6实验报告内容1) 按要求填写表3-1中各项，交给指导教师当场审阅；2) 分析讨论下列问题：(1) 通过本实验的观察和测定，你对喷管中出现的临界现象有哪些认识？(2) 实验测试结果与理论值有什么差别？原因是什么？(3) 你对本实验还有什么要求和建议？能否对实验装置及测量方法提出改进意见？表3-1 渐缩喷管实验数据记录表p 0= MPa p cr.v = MPa.cr v p .cr v p 2p 2.v p3.1.7思考题1）在估定渐缩喷管临界压力时，除通过调节背压保持流量不变方法外，是否还有其它方法可用于确定临界压力？2）采用什么方法使测压探针的静压孔处在渐缩喷管出口截面位置？3.2缩放喷管流动的自动化测量实验3.2.1实验目的1) 熟悉缩放喷管的实验原理和自动化测量原理；2) 学习喷管实验的数据采集、处理的基本过程；3) 根据自动采集、显示的实验结果，分析讨论缩放喷管的设计工况及非设计工况。
3.2.2实验原理设计工况下，气体流经缩放喷管能够完全膨胀，喷管各截面压力变化如图3-5中的曲线1所示。
此时，最小截面的压力为临界压力p cr 、气流速度达到临界流速c cr 、流量为设计流量。
在渐扩段转入超音速流动。
喷管出口截面压力（设计出口压力）。
图3-5缩放喷管中的压力分布1—在设计工况下工作时的压力分布；2、3、4、5、6—膨胀过度时的压力分布； 7—膨胀不足时喷管出口外自由膨胀当背压低于设计压力时，气流在喷管中的流动仍如图3-5中曲线1所示，但气体膨胀不足，流出喷管后将发生自由膨胀，压力从降低到实际背压，如图3-5中曲线7所示，这种自由膨胀将引起部分动能损失。
()c b p p p ==背压2b p 2p b p当背压高于设计压力时，气流在喷管中膨胀过度，压力会降低到小于外界背压。
之后在到达出口截面之前发生突跃压缩，升压到外界背压排出。
而发生突跃压缩的位置随着背压的升高向最小截面方向移动，如图3-5中2、3、4曲线所示。
这几种情况不影响流量，因为最小截面处气流达到并一直是临界状态，气流亦为设计流量。
背压继续升高，喷管最小截面压力将不再是临界压力，并随着背压的升高而有所升高，流量也不再是设计流量。
此时最小截面之前的膨胀将受到背压改变的影响，各截面压力随背压升高而升高，如图3-5中5、6所示。
本实验利用现代测试技术，按上述原理对缩放喷管的流动特性进行采集、处理及显示，并将实测结果与教材所给的曲线进行对比讨论，深入了解气体流经缩放喷管的实际压力分布与理论结果的差别。
此外，还将对缩放喷管在非设计工况下的流动特性进行采集、显示及分析讨论。
3.2.3实验装置实验装置由喷管实验室台本体（参见图3-2），步进电机，压力、位移传感器及自动化采集、处理系统组成。
实验用喷管为缩放喷管，结构尺寸见图3- 6。
实验时采用背压阀门和背压真空表调节背压大小。
步进电机带动测压探针在喷管中移动，在移动过程中，与测压探针相连的位移传感器和压力传感器给出探针位移信号与喷管各截面压力信号，计算机实时采集该信号，处理后给出喷管各截面压力分布曲线，如图3- 7。
图3- 6缩放喷管bp图3- 7喷管各截面压力分布测量曲线3.2.4实验的自动化测试原理实验测量时，压力和位移通过传感器变换为电信号，经放大、模数转换后由计算机采集。
计算机输出控制信号进行数模转换后驱动继电器，可以控制电机正转、反转和静止。
计算机通过采集的位移信号自动判断目前探针位置，并执行相应动作，从而实现自动测量。
数据和曲线的显示、存储、打印及其它功能由程序实现。
实验测试系统见图3- 8。
图3- 8测试系统图3.2.5实验步骤1)开启电源，打开计算机，运行测量程序；2)插上步进电机及控制板的电源插头；3)打开背压阀门，将喷管出口外背压调节为设计值；4)在测量程序界面下进行操作，点击演示菜单的“复位”或“⇦”快捷图标，使测压探针复位，即使测压探针移动到喷管进口前所设置的初始位置；5)点击演示菜单的“开始”或“⇨”快捷图标，探针开始向喷管出口方向移动，计算机即开始采集压力和位移信号，并实时显示探针所处位置、压力及温度数值；6)采集完毕，自动显示缩放喷管压力随位移的变化曲线；7)将实验结果与教材相关内容进行对比分析；8)调节背压（a. 降低背压；b. 提高背压），分别按步骤4-6进行操作，可得出非设计工况下的压力分布曲线，将其与设计工况对比并分析讨论；9)实验完毕，退出测量程序，关闭计算机，拔去电机与控制板电源插头，关闭背压阀门，使真空表指针回零。
3.2.6测量程序功能操作说明1)菜单及图标功能菜单“文件|保存”或“保存”快捷图标（用鼠标点在图标上1秒后即可显示图标的功能）可以保存实验结果。
保存的结果可以是数据或图像。
保存数据是即将采集的位移、压力及计算所得的温度保存为一文本文件，此文本文件可以导入到Microsoft Origin中进行处理。
保存图像是把实验曲线保存为位图文件。
菜单“文件|打印设置”和菜单“文件|打印”分别为打印设置和打印。
菜单“演示|开始”或“开始”快捷图标使喷管探头向前（向喷管出口方向）运动，同时开始采集数据，并在运动过程中实时显示探头的位置、压力和温度。
菜单“演示|复位”或“复位”快捷图标使探头向后（向喷管入口方向）运动，在运动过程中实时显示探头的位置、压力和温度。