热工实验指导书(2009.2) - 图文

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?0.685fmin临界压力pc的大小为

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k?1 渐缩喷管中的流量M一旦达到最大值，再降低背压pb,流量M保持不变。流量M随背压pb的变化关系如图1所示（虚线表示理想气流，实线表示实际气流）。

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pc而应是某一压力pf 。流量M随背压pb的变化关系如图2所示（虚线表示理想气流，实线表示实际气流）。

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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得到，也可用实验方法测得如图3、4所示的图形。

（1）图3所示的一组曲线表明，理论上渐缩喷管内任何截面的压力都不可能低于临界压力pc,当背压低于pc时气流在喷管外继续膨胀。 （2）图4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pb＜pd,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pb＜pd为超设计工况，pb＞pd为亚设计工况。对于亚设计工况，当pd＜pb≦pe,气流在管内膨胀过渡，出口压力仍为pd，但随即在出口产生斜激波（pb＜pe ）或正激波（pb＝pe），使压力由pd升高至pb。当pe＜pb≦pf。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pd。对于上述pb≦pf诸情况，喉部始终保持临界状态。当pb＞pf时,整个喷管内都是亚音速，喉部不再是临界状态，缩放喷管成为文丘利管。

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三、实验装置

实验装置由实验台本体、真空泵、测量仪表三大部分组成。

实验台本体结构如图5所示。空气自吸气口1进入进气管2,流过孔板流量计3,流量的大小可以从U形管差压计4读出。喷管5用有机玻璃制成，有渐缩和缩放两种形式，如图6、7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,更换所需的喷管。喷管各截面上的压力由插入喷管内的测压探针13连接至移动标准真空表8测量。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7。真空罐11起稳定背压的作用。罐内的真空度通过背压调节阀10来调节。为减少振动，真空罐与真空泵之间用软管12连接。

真空泵是1401型，排气量3200kg/min。

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四、实验步骤

分别对渐缩喷管和缩放喷管进行如下操作： 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），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。当达到正常转速后即可开始实验。

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p2 开始逐渐降低，记录在不同pb下的孔板压差Δp值。实验时注意记录下Δp开始达到最大值时的pb，以求得pc或pf值。

4.调节出某一背压pb后，摇动手轮，使x自喷管进口逐步移至出口外一段距离。记录下不同x值下的p值，以测定不同工况下的p—x曲线。

5.停车。

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