喷管流动特性实验报告.docx

喷管流动特性实验报告实验题目: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、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: 、能量方程和状态方程结合声速公式a?KPV得: dA?2?dc??M?1? ?c马赫数M=c/aA? 显然,要使喷管中气流加速,当M1时, 喷管应为渐扩型。,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。 K ?2?K?1???? K?1??临界压力比,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: 2K?2?K?1P?m?A???maxmiK?1?K?1?V1 式中: Amin—最小截面积。。有式可知:气体流速只能等于或低于音速;出口截面的压力只能高于或等于临界压力;通过喷管的流量只能等于或小于最大流量。缩放喷管缩放喷管的喉部dA=0,因而气流可达到音速;扩大段dA>0,出口截面处的流速可超音速,其压力可低于临界压力,但因喉部几何尺寸的限制,其流量的? ? 最大值仍为最大流量。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。? 实验装置: 图2喷管实验装置系统 ;;;;; ;;; ;;;; ;; 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、测量轴向压力分布用罐前调节阀调节背压至一定值,并记下该数值。转动手轮,使测压探针向出口方向移动。每移动一定距离便停顿一下,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。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~即可。四、流量曲线测试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。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: 。(数据记录C) 一、渐缩喷管大气压压力分布流量曲线二、缩放喷管流量曲线 ~X,并作讨论; 渐缩喷管缩放喷管: ,并分析特征渐缩喷管: 喷管特性实验一、实验目的 ,加深对临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的理解。 、压差及流量的测量方法。 :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。 :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。二、实验装置整个实验装置包括实验台、真空泵。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,如图6-4所示。图6-4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-测压探针;8-可移动真空表;9-位移螺杆机构及位移传感器;10-背压真空表;11-背压用调节阀;12-真空罐;13-软管接头;14-仪表箱;15-差压传感器;16-被压传感器;17-移动压力传感器进气管为φ57×无缝钢管,内径φ50。空气从吸气口入进气管,流过孔板流量计。孔板孔