噴管特性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)題目：噴管特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證并進(jìn)一步加深對(duì)噴管中氣流基本規(guī)律的理解，建立臨界壓力、臨界流速和最大流量等噴管臨界參數(shù)的概念；比較熟練地掌握用熱工儀表測(cè)量壓力（負(fù)壓）、壓差及流量的方法；明確漸縮噴管出口處的壓力不可能低于臨界壓力，流速不可能高于音速，流量不可能大于最大流量；明確縮放噴管中的壓力可以低于臨界壓力，流速可高于當(dāng)?shù)匾羲伲髁坎豢赡艽笥谧畲罅髁?；?duì)噴管中氣流的實(shí)際復(fù)雜過(guò)程有所了解，能定性解釋激波產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)原理：1噴管中氣流的基本原理由連續(xù)方程、能量方程和狀態(tài)方程結(jié)合聲速公式得： 馬赫數(shù)M=c/a 顯然，要使噴管中氣流加速，當(dāng)M1時(shí)，噴管應(yīng)為漸縮型（dA1時(shí)，噴管應(yīng)為漸擴(kuò)型（

2、dA0）。2氣體流動(dòng)的臨界概念 噴管中氣流的特征是dp0，dv0，三者之間互相制約。當(dāng)某一截面的速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，氣流處于從亞音速變?yōu)槌羲俚霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，通常稱為臨界狀態(tài)。 臨界壓力比 ，對(duì)于空氣，n=0.528 當(dāng)漸縮噴管出口處氣流速度達(dá)到音速或縮放噴管喉部達(dá)到音速時(shí)，通過(guò)噴管的氣體流量便達(dá)到了最大值，或成臨界流量?？捎上率酱_定： 式中：最小截面積（對(duì)于漸縮噴管即為出口處的流通截面積；對(duì)于縮放噴管即為喉部的面積。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的兩種噴管最小截面積均為11.44）。3氣體在噴管中的流動(dòng)（1）漸縮噴管 漸縮噴管因受幾何條件（dA0，出口截面處的流速可超音速（ca），其壓力可低于臨界壓力（P2Pc），但因

3、喉部幾何尺寸的限制，其流量的最大值仍為最大流量（）。氣流在擴(kuò)大段能做完全膨脹，這時(shí)出口截面處的壓力稱為設(shè)計(jì)壓力（Pd）。實(shí)驗(yàn)裝置:圖1 探針測(cè)壓簡(jiǎn)圖1. 管道； 5. 測(cè)量噴管各截面壓力的壓力表；2. 噴管； 6. 測(cè)量噴管入口壓力的壓力表；3. 探針； 7. 測(cè)量噴管排氣管道中壓力（背壓）的壓力表4. 測(cè)壓孔；圖2 噴管實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)1. 實(shí)驗(yàn)段（噴管）； 2. 孔板； 3. 探針移動(dòng)機(jī)構(gòu)；4. 孔板壓差計(jì) 5. 調(diào)節(jié)閥； 6. 真空泵；7. 風(fēng)道入口； 8. 背壓真空表； 9. 探針連通的真空表；10. 穩(wěn)壓罐 11. 調(diào)節(jié)閥 12. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)支架實(shí)驗(yàn)步驟：1、 裝上所需的噴管，用“坐標(biāo)校準(zhǔn)器

4、”調(diào)好“位移坐標(biāo)板”的基準(zhǔn)位置。2、 打開(kāi)罐前的調(diào)節(jié)閥，將真空泵的飛輪盤(pán)車(chē)旋12轉(zhuǎn)，一切正常后，全開(kāi)罐后調(diào)節(jié)閥，打開(kāi)冷卻水閥門(mén)。然后啟動(dòng)真空泵。3、 測(cè)量軸向壓力分布 （1）用罐前調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)背壓至一定值（見(jiàn)真空表讀數(shù)），并記下該數(shù)值。 （2）轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使測(cè)壓探針向出口方向移動(dòng)。每移動(dòng)一定距離（一般約23mm）便停頓一下，記下該測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置及相應(yīng)的壓力值，一直測(cè)至噴管出口之處。于是便得到一條在這一背壓下噴管的壓力分布曲線。 （3）若要做若干條壓力分布曲線，只要改變其背壓值并重復(fù)步驟（1）（2）即可。4、 流量曲線測(cè)試 （1）把測(cè)壓探針的引壓孔移至出口截面之外，打開(kāi)罐后調(diào)節(jié)閥，并關(guān)閉罐前調(diào)節(jié)閥，

5、啟動(dòng)真空泵。 （2）用罐前調(diào)節(jié)閥調(diào)背壓，每變化2030mmHg便停頓一下，同時(shí)將背壓值和U型管壓差計(jì)的讀數(shù)記下來(lái)。當(dāng)背壓升到某一值時(shí)，U型管壓差計(jì)的液柱便不再變化(即流量已達(dá)到了最大值)。此后盡管不斷地降低背壓，但U型管壓差計(jì)的液柱仍保持不變，這時(shí)，再測(cè)23點(diǎn)。至此，流量測(cè)量即可結(jié)束。5、 打開(kāi)罐前調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉罐后的調(diào)節(jié)閥，讓真空罐充氣；23分鐘后停閉真空泵，立即打開(kāi)罐后調(diào)節(jié)閥，讓真空泵充氣(防止回油)；最后關(guān)閉冷卻水閥門(mén)。實(shí)驗(yàn)處理：數(shù)據(jù)記錄一、漸縮噴管 大氣壓0.1MPa壓力分布測(cè)壓位置mm背壓MPa孔板流量計(jì)壓降DH mm3691215182124h左h右0.02376.9615.90.0

6、0150.00150.00200.00250.00400.00550.00700.00950.05306.5688.00.00250.00300.00400.00500.00700.00950.01350.0170 0.08305.0690.00.00300.00350.00450.00500.00750.01000.01300.0165測(cè)壓位置mm背壓MPa孔板流量計(jì)壓降DH mm2730354045505560h左h右0.02376.9615.90.01100.01400.02000.01750.01750.01750.01750.01750.05306.5688.00.02000.027

7、50.04300.04300.04300.04300.04300.04300.08305.0690.00.02050.03650.06150.06250.06300.06300.06300.0630流量曲線 背壓 MPa孔板流量計(jì)壓降0.010.020.030.040.050.060.070.080.09H左mmH2O432037703390315030603050305030503050H右mmH2O559061506530678068806890689068906890二、縮放噴管壓力分布測(cè)壓位置mm背壓mmHg孔板流量計(jì)壓降DH cm3691215182124h左h右15067.7535

8、.2524022020519218217516916245069.7033.3047650552154054451550549265069.6033.40510542555571592600610625測(cè)壓位置mm背壓mmHg孔板流量計(jì)壓降DH cm2730354045505560h左h右15067.7535.2515214414414414414414414445069.7033.3048045745545545545545545565069.6033.40638656645660648655655655流量曲線 背壓 mmHg孔板流量計(jì)壓降306090120150180210240270300H左mmH2O55.5060.0063.6066.6068.7069.6069.6069.6069.6069.60H右mmH2O47.5043.0039.4036.4034.2033.3033.3033.3033.3033.301. 繪制不同工況下噴管內(nèi)的壓力分布曲線P/P1X，并作討論；漸縮噴管縮放噴管：2. 繪制流量曲線，并分析特征 漸縮噴管：縮放噴管：實(shí)驗(yàn)注意：測(cè)量前將負(fù)壓和壓差電位器進(jìn)行調(diào)整，使負(fù)壓和壓差直流輸出信號(hào)為零測(cè)量噴管壓力變化情況時(shí)，應(yīng)使a和b間電壓保持在8.7伏，使c和d間電壓保持在1.3伏。搖動(dòng)手輪使探針測(cè)壓孔對(duì)準(zhǔn)噴管入口零處（指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)板零刻度即可），并使位移信