1、(3)通过电测装置,在X-Y记录仪上绘制出qm-pb曲线和p-X曲线。二、实验原理1在稳定流动中,任何界面上质量流量都相等,且不随时间变化,流量大小可由下式确定: (1)式中:k比热比(绝热指数,k=cp/cv)A2出口截面积(m2)v气体比容(m3/kg)p压力(Pa)角注号:1指喷管入口,2指喷管出口。若降低背压,使缩放喷管的喉部压力p降至临界压力时,喷管中的流量达最大值: (2)临界压力pcr的大小为: (3)喷管中的流量qm一旦到达最大值,再降低背压pb,流量qm保持不变,流量qm随背压pb的变化关系如图1所示,缩放喷管与渐缩喷管的不同点是,流量达到最大值时的最高背压pb不再是pcr,
2、而应是某一压力pf。2沿喷管轴线X各截面的压力p,在喷管形状和工质的初态及背压一定时,可根据连续性方程和状态方程计算而得,也可用实验方法测得如图2所示的图形。图2所示的一组曲线表示在不同的背压pb下,缩放喷管内各截面上压力p的变化情况。当pbpd,气流在管内膨胀不足,只能在管外继续膨胀。当pb= pd,气流在管内得到完全膨胀,出口压力与背压pb一致,称为设计工况。相应地,称pbpd为超设计工况,pbpd为亚设计工况,亚设计工况又可分为几种工况,当pdpb pe,气流在管内膨胀过度,出口压力仍为pd,但随即在出口产生斜激波(pbpe或正激波(pb= pe),使压力由pd升高至pb,当pepbpf
3、,正激波由管口移到了管内,pb越高,越往前移。通过正激波压力跃升,气流由超音速变为亚音速,然后沿扩大段扩压减速流至出口,压力等于背压pb,对于上述pbpf诸工况,喉部始终保持临界状态。当pbpf,整个喷管内都是亚音速气流。喉部不再是临界状态,缩放喷管成为文丘利管(渐缩管)。注:pf、pd、pe请看图2。图1 缩放喷管流量曲线(p1=0.1MPa,t1=20)图2 缩放喷管压力曲线三、实验装置图3 实验装置图实验装置由实验台本体、真空泵、电测仪器三大部分组成。实验台本体结构如图3所示,空气自吸气口2进入气管1,流过孔扳流量计3,流量的大小可以从U型管压差计4读出,该管5用有机玻璃制成,缩放形式如
4、图4所示,根据实验要求,可松开夹持法兰上的螺栓,向左推开进气管的三轮支架6,变换所需的喷管。喷管各截面上的压力是由插入喷管内的测压探针7连至可移动标准真空表8测得,它们的移动通过手轮螺杆机构9实现。在喷管后的排气管上还装有背压真空表10、真空罐12,起稳定背压的作用,罐内的真空度通过背压调节阀11来调节,为减少振动,真空罐与真空泵之间用软管连接。真空泵是1401型,排气量为3200升/分。图4 缩放喷管电测仪器包括:负压传感器,压差传感器,位移电位器,直流稳压电源,函数记录仪等。负压传感器、压差传感器、位移电位器分别将可移真空表、U型管压差计、测压探针在该管内不同截面上的压力转换为电讯号输入记
5、录仪,真接绘出实验曲线,以上电测仪器均由直流稳压电源供电。四、实验步骤1. 装好喷管。2. 对真空泵作开车前检查(检查传动系统、油路、水路)。检查无问题后打开背压调节阀,用手转动真空泵飞轮一周,去掉气缸中过量的油,开启电动机,当达到正常转速后可开始实验。3. 将测压探针上的测压孔移至喷管出口之外一段距离之后保持不动,此时p2 = pb,改变调节阀开度,调节背压pb自p1开始逐渐降低,记录在不同pb下的孔板压差p值,以备计算流量及绘制qm-pb曲线,实验时注意记下p开始达到最大值的pb,以求得pcr及pf值。4调节不同的pb,摇动手轮,使X自喷管进口逐步移至出口外一段距离,记录不同X值下的p值,
6、以测定不同工况下的p-X曲线。5接通电测仪器,分别记录qm-pb曲线和p-X曲线。6停车。7认真做好原始记录。(1)设备数据记录:设备名称、型号、规格等。(2)常规数据记录:当地大气压力、室温、实验环境状况。(3)技术数据及绘制的图形等记入附表内。五、实验数据整理1因进气管中气流速度很低,在最大流量时,其数量级是1m/s所以可以近似认为初压p1和初温t1即是气流的总压和总温。初温t1等于大气温度ta,初压p1略低于大气压pa,可按下式计算2孔板流量计流量的计算公式为:(kg /s)式中 p U型压差计读数(mmH2O)流速膨胀系数 气态修正系数 几何修正系数(需标定,本试验条件下 =1)pa
7、大气压力(Pa)ta 大气温度()图5为孔板流量计的关系曲线。六、实验报告1. 简述实验原理与过程。2. 各种数据的原理记录。3. 实验结果整理后的数据,包括最大流量qm,max、临界压力pcr,以及qm-pb曲线、p-X曲线,分析实验值与计算值,分析测定曲线与函数记录仪绘制曲线异同点及其产生原因。表1、2中的曲线用方格纸绘制,记录仪绘制曲线另附页。图5 孔板流量计p关系曲线喷管实验记录(一)室温t= 当时当地气压p= 表1喷管型式主要参数喷管入口压力p1喷管背压pb喷管流量真空度(Pa)绝对压力(Pa)喷管压差p(mmH2O)m(kg/s)测定的流量背压曲线p2/pkg/s临界压力pc计算值最大流量mmax(kg/s)实验值喷管实验记录(二)表2喷管截面至入口距离X(mm)截面压力(Pa)pbpcpb=pcpbpc入口051015202530出口354045p(105Pa)力截面距离X(mm)实验情况分析:17
copyright@ 2008-2023 冰点文库 网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备19020893号-2