1、喷管特性实验一、实验目的1.验证喷管中气流的基本规律 ， 加深对临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的理解 。
2.比较熟练地掌握压力、压差及流量的测量方法 。
3.重要概念1的理解：应明确在渐缩喷管中 ， 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 。
4.重要概念2的理解：应明确在缩放喷管中 ， 其出口处的压力可以低于临界压力 ， 流速可高于音速 ， 而流量不可能大于最大流量 。
二、实验装置整个实验装置包括实验台、真空泵（规格为1401型 ， 排气量3200L/min） 。
实验台由进气管、孔板流量计、喷管、测压探针、真空表及其移动机构、调节阀、真空罐等几部分组成 ， 如图6-4所示 。
图6-4。

2、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； 6-三轮支架；7- 测压探针； 8-可移动真空表； 9-位移螺杆机构及位移传感器； 10-背压真空表；11-背压用调节阀；12-真空罐；13-软管接头；14-仪表箱；15-差压传感器；16-被压传感器；17-移动压力传感器进气管为573.5无缝钢管 ， 内径50 。
空气从吸气口入进气管 ， 流过孔板流量计 。
孔板孔径7 ， 采用角接环室取压 。
流量的大小可从U形管压差计或微压传感器读出 。
喷管用有机玻璃制成 ， 配有渐缩喷管和缩放喷管各一只 。
根据实验的要求 ， 可松开夹持法兰上的固紧螺丝 ， 向左推开进气管的三轮支架 ， 更换所需的喷管 。
喷管各截 。

3、面上的压力是由插入喷管内的测压探针（外径1.2）连至“可移动真空表”测得 ， 由于喷管是透明的 ， 测压探针上的测压孔（0.5）在喷管内的位置可从喷管外部看出 ， 它们的移动通过螺杆机构移动 ， 标尺或位移传感器实现测量读数 。
喷管的排气管上还装有“背压真空表” ， 其压力大小用背压调节阀进行调节 。
真空罐直径400 ， 起稳定压力的作用 。
罐的底部有排污口 ， 供必要时排除积水和污物之用 。
为减小震动 ， 真空罐与真空泵之间用软管连接 。
在实验中必须测量四个变量 ， 即测压孔在喷管内的不同截面位置X、气流在该截面上的压力P、背压Pb、流量m ， 这些量可分别用位移指针的位置、可移动真空表、背压真空表以及U形管压差计的读数来显示 。
实验装置特点 。

4、：1.可方便地装上渐缩喷管或缩放喷管 ， 观察气流沿喷管各截面的压力变化 。
2.可在各种不同工况下（初压不变 ， 改变背压） ， 观察压力曲线的变化和流量的变化 ， 从中着重观察临界压力和最大流量现象 。
3.除供定性观察外 ， 还可作初步的定量实验 。
压力测量采用精密真空表 ， 精度0.4级 。
流量测量采用低雷诺数锥形孔板流量计 ， 适用的流量范围宽 ， 可从流量接近为零到喷管的最大流量 ， 精度优于2级 。
4.采用真空泵为动力 ， 大气为气源 。
具有初压初温稳定 ， 操作安全 ， 功耗和噪声较小 ， 试验气流不受压缩机械的污染等优点 。
喷管用有机玻璃制作 ， 形象直观 。
5.采用一台真空泵 ， 可同时带两台实验台对配给的渐缩、缩放喷管做全工况观测 。
因装卸喷管方便 ， 本 。

5、实验台还可用作其他各种流道喷管和扩压管的实验 。
三、实验原理1、喷管中气流的基本规律（1）由能量方程：及 可得 可见 ， 当气体流经喷管速度增加时 ， 压力必然下降 。
（2）由连续性方程：有 及过程方程 有 根据 马赫数， 而得： 显然 ， 当来流速度 时 ， 喷管应为渐缩型；当来流速度 时 ， 喷管应为渐扩型 。
2、气体流动的临界概念喷管气流的特征是 ， 三者之间互相制约 。
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（） 。
临界压力与喷管初压（）之比称为临界压力比 ， 有：经推导可得： 对于空气 ， 当渐缩喷管出口处气流速度达到音速 ， 或缩放喷管喉部气流速度达到音速时 ， 通过喷管的气体流量便达到了最大值（ 。

6、） ， 或称为临界流量 。
可由下式确定：式中：最小截面积（对于渐缩喷管即为出口处的流道截面积 ， 对于缩放喷管即为喉部处的流道截面积 。
本实验台二种喷管的最小截面积为：12.56 mm2） 。
3、气体在喷管中的流动 （1）渐缩喷管渐缩喷管因受几何条件的限制 ， 由上述公式可知：气体流速只能等于或低于音速（）；出口截面的压力只能高于或等于临界压力（）；通过渐缩喷管的流量只能等于或小于最大流量（） 。

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