喷管特性实验报告

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

喷管特性实验报告标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

实验题目:喷管特性实验

实验目的:验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解,建立临界压力、临界流

速和最大流量等喷管临界参数的概念;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;明确渐缩喷管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;明确缩放喷管中的压力可以低于临界压力,流速可高于当地音速,而流量不可能大于最大流量;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。

实验原理:

1.喷管中气流的基本原理

由连续方程、能量方程和状态方程结合声速公式KPV a =得:

c dc

M A dA ⎪

⎭⎫ ⎝

⎛-=12 马赫数M=c/a

显然,要使喷管中气流加速,当M<1时,喷管应为渐缩型(dA<0);当气流M>1时,喷管应为渐扩型(dA>0)。 2.气体流动的临界概念

喷管中气流的特征是dp<0,dc>0,dv>0,三者之间互相制约。当某一截面的速度达到当地音速时,气流处于从亚音速变为超音速的转折点,通常称为临界状态。

临界压力比112-⎪

⎭⎫ ⎝⎛+=K K

K ν ,对于空气,=

当渐缩喷管出口处气流速度达到音速或缩放喷管喉部达到音速时,通过喷管的气体

流量便达到了最大值,或成临界流量。可由下式确定:

1112

1212min max V P

K K K K A m ⋅-⎪⎭⎫ ⎝⎛++= 式中:

min A —最小截面积(对于渐缩喷管即为出口处的流通截面积;对于缩放喷管即为喉部的

面积。本实验台的两种喷管最小截面积均为)。 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(dA<0)的限制。有式(4)可知:气体流速只能等于或低于音速(a C ≤);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(max

m m =)。

(2)缩放喷管

缩放喷管的喉部dA=0,因而气流可达到音速(c=a );扩大段dA>0,出口截面处的流速可超音速(c>a ),其压力可低于临界压力(P2

其流量的最大值仍为最大流量(max

m )。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(Pd)。

实验装置:

实验步骤:

一、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。

二、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。

三、测量轴向压力分布

(1)用罐前调节阀调节背压至一定值(见真空表读数),并记下该数值。

图2 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;

图1 探针测压简图

1. 管道; 5. 测量喷管各截面压力的压力

表;

2. 喷管; 6. 测量喷管入口压力的压力表;

3. 探针; 7. 测量喷管排气管道中压力(背

(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)便停顿一下,记下该测点的坐标位置及相应的压力值,一直测至喷管出口之处。于是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步骤(1)~(2)即可。

四、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。

五、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。

实验处理:

(C。

数据记录)

一、渐缩喷管大气压

压力分布

渐缩喷管

缩放喷管:

2.绘制流量曲线,并分析特征

渐缩喷管:

缩放喷管:

实验注意:

测量前将负压和压差电位器进行调整,使负压和压差直流输出信号为零

测量喷管压力变化情况时,应使a和b间电压保持在伏,使c和d间电压保持在伏。摇动手轮使探针测压孔对准喷管入口零处(指针对准标板零刻度即可),并使位移信号电压输出为0伏,如果不为0伏则调整稳压器微调e使之为0伏,然后再摇动手轮使探针测压孔对准喷管出口处(指针对准坐标刻度35mm处即可),并使位移信号电压输出为伏,如果不是伏,则调整稳压微调f使之为伏(0伏和伏要反复多次才能调好)。

相关文档
最新文档