喷管特性实验报告.doc

喷管特性实验报告.doc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:
•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 a Kpv得:
dA 2 彳 de
M 1 -
A e 马赫数M=e/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 ）。
•气体流动的临界概念
临界压力比
喷管中气流的特征是 dp<0，de>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。
，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：
mmax
1
2
(2K
2 K 1 P1
V1
Amin i k 1 K 1
式中:
Amin —最小截面积（对于渐缩喷管即为岀口处的流通截面积；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）。
•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（ C a）；岀口
截面的压力只能高于或等于临界压力（ P2 Pe ）；通过喷管的流量只能等于或小于最大流量（ m mmax ）
（2 ）缩放喷管
缩放喷管的喉部dA=0，因而气流可达到音速（e=a）；扩大段dA>0，岀口截面处的流速可超音速（ e>a），
其压力可低于临界压力（P2<Pe），但因喉部几何尺寸的限制，其流量的最大值仍为最大流量（ mmax ）。气流在
扩大段能做完全膨胀，这时岀口截面处的压力称为设计压力（ Pd）o
实验装置：
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:
•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 a Kpv得:
dA 2 彳 de
M 1 -
A e 马赫数M=e/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 ）。
•气体流动的临界概念
临界压力比
喷管中气流的特征是 dp<0，de>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