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1、喷管特性实验之实验报告一、实验题目：喷管特性实验二、实验目的1. 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2. 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3. 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4. 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5. 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三、实验原理1 .喷管理想流量的确定临界压力Pc。临界压力与喷管入口压力P1之比称之为临界压力比:Pc/P1(5)#(5
2、)#经推导得到：对于空气，=0.528(5)#(5)#mmax2Ami1 V；(6)(5)#式中：Amin 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截面积。本实验台的两种喷管最小截面积均 为 11.44mm2）。由于喷管前装有孔板流量计，气流有压力损失。本实验装置的压 力损失为U型管压差计读数（P）的97%。因此，喷管入口压力为：Pl Pa 0.97 P2.喷管实际流量的确定喷管中的空气流量是通过喷管前的孔板流量计来确定的，计算公式为：m 1.373 10 4、P（Kg/s）（10）12.873 10式中：一流束膨胀系数；| 气态修正系数；0.0538叽273几
3、何修正系数（约等于1.0）Ta室温C）P U型管压差计读数（mmH2O）Pa大气压力（mbar）四、实验数据处理大气压一、渐缩喷管760_ mmHg表1.压力分布压位mm背压（表压）-kPa孔板流量 计压降HcmH2。36912151821242730354045505560h左h右104315590.50.61.21.52.23.04.05.06.07.68.28.38.38.38.48.411.14.18.22.38.35.35.34.34.34.34.403166772.53.05.06.08.20005500999912.15.19.24.38.65.63.63.63.63.63.80
4、3056893.03.54.86.69.085055444444表2流量曲线背压-kPa孔板 流量计i压 降、0.000.501.001.502.002.503.003.504.00H左cmH2O491459431401378357340326316H右cmH2O496530559590614635652666676背压-kPa孔板、 流量#压 降4.505.005.506.006.507.007.508.008.50H左cmH20310306305305305304304304305H右cmH2O683687688688688689688689689、缩放喷管表3.压力分布测压位置i mm
5、背压1(-Pa)孔板压降H cmH2O36912151821242730354045505560150329242220191818171615141414141414145597703568776655450363474851535451494847454545454545459825557755444444650363505154565759606161596060606060609803800597276576表4流量曲线背压(-Pa)306090120150180210240270300孔板压降差mmH2。98161229285325353363365365365表5.根据条件计算的喷
6、管最大流量孔板压降 差mmH2。98161229285325353363365365365理想最大流量（g/s）2.722.712.712.702.692.692.692.692.692.69实际最大 流量（g/s）1.371.762.092.342.492.602.642.642.642.64由计算结果可知，实际最大流量总是比相应的理想最大流量要小，这是空气有粘性的表现。同时还可以看出，流量越大时，实际值与理想 值的偏差越小，说明此时粘性的影响变小了。#105100 二 Q=128cmH 2O,Pb=91.3kPa Q=361cmH 2，P b=61.3kPa 业 Q=384cmH 2，P b=21.3kPa3k,p5050505050505099887766554433!60,50,403020I O#X /mm图1.渐缩喷管压力分布曲线图由图1可以看出，对渐缩喷管而言，在一定的流量（背压）下， 随着轴向距离的增大，管内压强逐渐降低，在喷管之后压力保持不变。 并且，在喷管出口压力有明显地降低，流量越大（背压越小），压降越明显，之后回升后维持稳定。可能原因是在出口处由于截面积突变， 产生了膨胀波，因此流量越大，压降越明显。#
