文档介绍: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:
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?dc??m?1?
?c 马赫数m=c/a 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)。
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。
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一最小截面积(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。)。(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);出口截面的压力只能高于或等于临界压力(p2?pc);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(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<pc),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,这时出口截面处的压力称为 设计压力(pd)。
?
实验装置:
图2喷管实验装置系统
(喷管); ; ;
板压差计 ; ;
; ; ;10.
稳压罐
图1探针测压简图
; ;;
;
; (背压)的压力表4.
测压孔;
实验步骤:
一、