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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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