《工程热力学》实验指导书喷管特性实验一、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,树立临界压力、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、明确在渐缩喷管中,其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。二、实验装置喷管实验台1.进气管 2.空气吸气口 3.孔板流量计 4.U 形管压差计 5.喷管 6.支架 7.测压探压针 8.可移动真空表9.手轮螺杆机构 10.背压真空表 11.背压用调节阀 12.真空罐 13.软管接头渐缩喷管三、实验原理1、喷管中气流的基本规律dAA =( M 2−1) dcc , 来流速度 M <1,喷管为渐缩喷管(dA<0).2、气流动的临界概念当某一截面的流速达到当地音速(亦称临界速度)时,该截面上的压力称为临界压力( pc )。临界压力与喷管初压( p1)之比称为临界压力比,有:γ= pcp1当渐缩喷管出口处气流速度达到音速,通过喷管的气体流量便达到了最大值(mmax ),或称为临界流量。可由下式确定:mmax=Amin√2kk+1(2k+1)2k−1⋅p1ν1 式中:Amin—最小截面积(本实验台的最小截面积为:19.625 mm2)。3、气体在喷管中的流动渐缩喷管因受几何条件(dA<0)的限制,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(mmax )。根据不同的背压(pb ), 渐缩喷管可分为三种工况:A—亚临界工况(pb> pc ),此时 mpcB—临界工况(pb=pc ),此时 m=mmax , p2=pb=pcC—超临界工况(pb< pc ),此时 m¿mmax , p2=pc> pb四、操作步骤1、用“坐标校准器”调好“位移坐标板”的基准位置;2、打开罐前的调节阀,将真空泵的飞轮盘车一至二圈。一切正常后,全开罐后调节阀,打开冷却水阀门。而后启动真空泵;3、测量轴向压力分布:用罐前调节阀调节背压至一定值(见真空表读数),并记录;然后转动手轮,使测压探针向出口方向移动。每移动 5mm 便停顿下来,记录该点的位置及相应的压力值,一直测至喷管出口之外;4、流量的测量:把测压探针的引压孔移至出口截面之外,打开罐后调节阀,关闭罐前调节阀,启动真空泵,然后用罐前调节阀调节背压,每次改变 50mmHg 柱,稳定后记录背压值和 U 形管差压计的读数。当背压升高到某一值时,U 形管差压计的液柱便不再变化(即流量达到了最大...