噴管特性實驗之實驗報告

PAGEPAGE4噴管特性實驗之實驗報告一、實驗題目：噴管特性實驗二、實驗目的1．驗證并進一步加深對噴管中氣流基本規(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2．比較熟練地掌握用熱工儀表測量壓力（負壓）、壓差及流量的方法3．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4．明確縮放噴管中的壓力可以低于臨界壓力，流速可高于當?shù)匾羲?，而流量不可能大于最大流?．對噴管中氣流的實際復雜過程有所了解，能定性解釋激波產生的原因三、實驗原理1．噴管理想流量的確定臨界壓力Pc。臨界壓力與噴管入口壓力P1之比稱之為臨界壓力比：。經(jīng)推導得到：（5）對于空氣，=0.528（6）式中：Amin—最小截面積（對于漸縮噴管即為出口處的流通截面積；對于縮放噴管即為喉部的截面積。本實驗臺的兩種噴管最小截面積均為11.44mm2）。由于噴管前裝有孔板流量計，氣流有壓力損失。本實驗裝置的壓力損失為U型管壓差計讀數(shù)（P）的97%。因此，噴管入口壓力為：2．噴管實際流量的確定噴管中的空氣流量是通過噴管前的孔板流量計來確定的，計算公式為：（Kg/s）（10）式中：—流束膨脹系數(shù)；—氣態(tài)修正系數(shù)；—幾何修正系數(shù)（約等于1.0）Ta—室溫（℃）P—U型管壓差計讀數(shù)（mmH2O）Pa—大氣壓力（mbar）四、實驗數(shù)據(jù)處理一、漸縮噴管大氣壓_760__mmHg表1.壓力分布測壓位置mm背壓(表壓)-kPa孔板流量計壓降HcmH2O36912151821242730354045505560h左h右104315590.50.61.21.52.23.04.05.06.07.68.28.38.38.38.48.4403166772.53.05.06.08.211.014.018.022.538.535.035.034.934.934.934.9803056893.03.54.86.69.012.815.519.024.538.565.463.463.463.463.463.4表2.流量曲線背壓-kPa孔板流量計壓降0.000.501.001.502.002.503.003.504.00H左cmH2O491459431401378357340326316H右cmH2O496530559590614635652666676背壓-kPa孔板流量計壓降4.505.005.506.006.507.007.508.008.50H左cmH2O310306305305305304304304305H右cmH2O683687688688688689688689689二、縮放噴管表3.壓力分布測壓位置mm背壓(-Pa)孔板壓降HcmH2O36912151821242730354045505560150329245225209197187180173165156148147147146146145145450363479488512535545515497487475455454454454454454454650363509518540563578590600615619597602607606605607606表4.流量曲線背壓(-Pa)306090120150180210240270300孔板壓降差mmH2O98161229285325353363365365365表5.根據(jù)條件計算的噴管最大流量孔板壓降差mmH2O98161229285325353363365365365理想最大流量（g/s）2.722.712.712.702.692.692.692.692.692.69實際最大流量（g/s）1.371.762.092.342.492.602.642.642.642.64由計算結果可知，實際最大流量總是比相應的理想最大流量要小，這是空氣有粘性的表現(xiàn)。同時還可以看出，流量越大時，實際值與理想值的偏差越小，說明此時粘性的影響變小了。由圖1可以看出，對漸縮噴管而言，在一定的流量（背壓）下，隨著軸向距離的增大，管內壓強逐漸降低，在噴管之后壓力保持不變。并且，在噴管出口壓力有明顯地降低，流量越大（背壓越?。?，壓降越明顯，之后回升后維持穩(wěn)定?？赡茉蚴窃诔隹谔幱捎诮孛娣e突變，產生了膨脹波，因此流量越大，壓降越明顯。由圖2可以看出，當背壓比較小時，流量不隨背壓而變化。當背壓比較大時，流量隨背壓增大而減小，直至背壓等于進口壓力流量減為零?？梢灶A見，當背壓再次增大時，流量將為負值，即流動方向為從出口流向入口。從圖3可以看出，曲線1壓力隨軸向距離x增大而增大，直到管外保持恒定。此時背壓與入口壓力之差較小，最可能的原因是由于空氣的粘性使氣流減速，因而壓力不斷降低。曲線2為亞聲速工況，在最小截面之前壓力漸降，之后氣體膨脹壓力升高。曲線3為超聲速工況，最小截面之后因流速等于聲速，流速繼續(xù)增大，壓力繼續(xù)降低。又因為其出口處壓