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噴管特性實驗說明書
2021-09-09
噴管特性實驗說明書
一、
噴管特性實驗裝置
,
噴管特性實驗設備
,
噴管特性實驗臺
實驗目的
1.驗證并進一步對噴管中氣流基本規(guī)律的理解。牢固樹立臨界壓力、臨界流速和最大流量等噴管臨界參數的概念。
2.掌握噴管實驗裝置的實驗原理、實驗方法和操作步驟,比較熟練地用熱工儀表測量壓力(負壓)、壓差及流量。
3.測量并繪制噴管內的壓力分布曲線及流量曲線,做出定性的解釋。
二、
噴管特性實驗裝置
,
噴管特性實驗設備
,
噴管特性實驗臺
實驗原理
噴管是一些熱工設備的重要部件,這些設備的工作過程和噴管中氣體的流動過程有密切的關系。實驗觀察氣流完全膨脹時沿噴管各界面的壓力變化,測定流量曲線和臨界壓力比,可以幫助了解噴管中氣體流動現(xiàn)象的基本特性,并且通過觀察漸縮漸擴噴管中膨脹不足和膨脹過度的現(xiàn)象,還可進一步了解工作條件對噴管中流動過程的影響。
三、
噴管特性實驗裝置
,
噴管特性實驗設備
,
噴管特性實驗臺
實驗裝置
本實驗裝置由實驗本體(含進氣管段、噴管試驗段、真空罐及支架等)、真空泵、測量儀表等組成,如圖1-0所示。測試系統(tǒng)主要是常規(guī)熱工測量儀表(真空表、U型管壓差計)及電子測試系統(tǒng)(傳感器、放大器、計算機等),可以手動測量,也可以由計算機自動測量,本實驗以手動測量進行。
真空泵運轉時,空氣自實驗本體的吸氣口進入,一次通過進氣管段、孔板流量計、噴管,最后排至室外。
1-入口段 2-U型管壓差計 3-孔板流量計 4-噴管試驗段 5-真空表6-支撐架 7-穩(wěn)壓罐 8、9-調節(jié)閥 10-真空泵 11-探針自動移動機構 12-探針手動移動機構(手槍) 13-橡膠接管
圖1-0 噴管試驗設備結構圖
噴管軸向截面上的壓力是用直徑為1.2mm的不銹鋼管制的探針貫通噴管,其右端與真空表連通,左端為自由端(其端部開口用密封膠封死),在接近左端前端的側面鉆有一個0.5mm的引壓孔。顯然,真空表上顯示的數值就是引壓孔所在截面的靜壓力。移動探針(實際是移動引壓孔),從而達到測定噴管內各截面的壓力之目的。
噴管的背壓由固定在排氣管段上的真空表測定,通過噴管的空氣流量則由孔扳流量計及U型管壓差計測定。
四、
噴管特性實驗裝置
,
噴管特性實驗設備
,
噴管特性實驗臺
操作步驟
1. 裝上所需的噴管(漸縮噴管或縮放噴管),用“坐標校準器”調好“位移坐標扳”的基準位置。
2. 打開罐前調節(jié)閥,將真空泵的飛輪盤車1~2轉,一切正常后,全開罐后調節(jié)閥,打開冷卻水閥。然后啟動真空泵。
3. 測量軸向壓力分布。計算機顯示的不同位置的壓力分布見圖1-1。
3.1手動測量部分
3.1.1 用罐前的調節(jié)閥調節(jié)背壓至一定值(見真空表讀數),并記下該數值。
3.1.2轉動手槍,使測壓探針向出口方向移動。每移動一定距離(一般約2~3mm)便停一下,記下該測點的坐標位置及相應的壓力值,一直測至噴管出口之處。于是便得到一條在這一背壓下噴管的壓力分布曲線。
3.1.3 若要作若干條壓力分布曲線,只要改變其背壓值并重復步驟1~2即可。
3.2軟件測量部分
3.2.1 計算機進入測量“壓力位移曲線”界面,按下電極行進開關按鈕,使“位移指示指針”對準“位移坐標板”的零刻度。
圖1-1 壓力--位移曲線
3.2.2 開啟真空泵,調整罐前的調節(jié)閥,使噴管的背壓為某個值。按下數據采集開關,這時,壓力位移曲線會隨著電機的行進漸漸的在計算機屏幕中顯示出來,同時,還會顯示當前的位移與負壓值。當水平位移值達到50毫米時,電機會自動停止,并給出相應的提示。
3.2.3 若按下“保存數據”按鈕,整條曲線數據將會保存起來。
3.2.4 若按下“暫存曲線”按鈕,整條曲線會被暫存起來,這樣做的目的是為了在同一坐標下顯示多條曲線。
3.2.5 若按下“制作報告”按鈕,當前的所有的實驗參數和測量數據將會在EXCEL顯示出來,同時還會把測量曲線給EXCEL,結果見圖1-2。
圖1-2 坐標點的生成
3.2.6 若調整罐前的調節(jié)閥,改變噴管的背壓值,重復以上步驟,便可得到一組位移壓力曲線見圖1-1。
4.壓力流量曲線測試
4.1手動測量部分
4.1.1 把測壓探針的引壓孔移至出口截面之外,打開罐后調節(jié)閥,關閉罐前調節(jié)閥,啟動真空泵。
4.1.2 用罐前調節(jié)閥調背壓,每變化20~30mmHg便停頓一下,同時將背壓值和U型管壓差計的讀書記下來。當背壓升到某一值時,U型管壓差計的液柱便不再變化(即流量已達到了最大值)。此后盡管不斷的提高背壓,但U型管壓差計的液柱仍保持不變,這時再測2~3點,至此,流量測量即可結束。漸縮噴管和縮放噴管的流量曲線見圖1-3。
圖1-3 壓力流量曲線
4.2軟件測量部分
4.2.1 計算機進入測量“壓力流量曲線”界面。按下電機進行開關按鈕,將“位移指示指針”移至“位移坐標板”大約40毫米刻度處。
4.2.2 逐漸關閉罐后的壓力調節(jié)閥,按下數據采集開關,這時,壓力流量曲線會隨著壓力調節(jié)閥漸漸的關閉在計算機屏幕中顯示出來,同時,還會顯示當前的壓差值與流量值。
4.2.3 當罐后的壓力調節(jié)閥徹底關閉時,屏幕上會顯示一條完整的壓力流量曲線。結果參見圖1-3。
打開罐前調節(jié)閥,關閉罐后調節(jié)閥,讓真空罐充氣;3分鐘后關閉真空泵,立即打開罐后調節(jié)閥,讓真空泵充氣(防止回油);最后關閉冷卻水閥門。
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