工程热力学实验指导书(guo)
重庆科技学院
工程热力学实验指导书
热能与动力工程教学示范中心二〇〇八年九月
目 录
实验一 气体定压比热容测定实验 实验二 二氧化碳p-v-t关系测定实验 8 实验三 饱和蒸汽压力和温度关系实验 15 实验四 喷管实验 18
实验一 气体定压比热容测定实验
一、实验目的
1.了解气体比热测定装置的基本原理和构思。 2.熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。
3.掌握由基本数据计算出比热值和比热公式的方法。
4.分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验原理
引用热力学第一定律解析式,对可逆过程有:
dq=du+pdv 和 dq=dh-vdp (1)
定压时dp=0
⎛dq⎫⎛dh-vdp⎫⎛∂h⎫cp= ⎪= ⎪= ⎪
⎝dT⎭⎝dT⎭⎝∂T⎭p (2)
此式直接由
cp
的定义导出,故适用于一切工质。
在没有对外界作功的气体的等压流动过程中:
dh=
1
dQpm (3)
则气体的定压比热容可以表示为:
cp
t2
t1
=
Qp
mt2-t1 kJ/kg•℃ (4)
式中:m——气体的质量流量,kg/s;
Qp
——气体在等压流动过程中的吸热量,kJ/s。
由于气体的实际定压比热是随温度的升高而增大,它是温度的复杂函数。实验表明,理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂,但总可表达为:
cp=a+bt+et2+
(5)
式中a、b、e等是与气体性质有关的常数。例如空气的定压比热容的实验关系式:
cp=1.02319-1.76019⨯10-4T+4.02402⨯10-7T2-4.87268⨯10-10T3
式中:T——绝对温度,K。
该式适用于250~600K,平均偏差为0.03%,最大偏差为0.28%。
kJ/kg•K
由于比热随温度的升高而增大,所以在给出比热的数值时,必须同时指明是那个温度下的比热。根据定压比热的定义,气体在t℃时的定压比热等于气体自温度t升高到t+dt时所需热量dq除以dt,即:
cp=
dq
dt
当温度间隔dt为无限小时,即为某一温度t时气体的真实比热。如果已得出c=f(t)的函数关系,温度由t1至t2的过程中所需要的热量即可按下式求得:
q=⎰cpdt=⎰a+bt+et2+ dt
1
1
22
()
用逐项积分来求热量十分繁复。但在离开室温不很远的温度范围内,空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线形的,即可近似表示为:
cp=a+bt
(6)
则温度由t1至t2的过程中所需要的热量可表示为:
q=⎰(a+bt)dt
t1
t2
(7)
由t1加热到t2的平均定压比热容则可表示为:
cp
(8)
t2
t1
(a+bt)dt⎰t==a+b
t1
t2
1
t2-t1
+t2
2
大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流由温度t1加热到t2时,其中水蒸气的吸热量
可用式(8)计算,其中a=1.833,b=0.0003111,则水蒸气的吸热量为:
Qw=mw⎰(1.833+0.0003111t)dt
t1
t2
(t2-t1)+0.0001556t2-t1m1.833 =w
2
[
(
2
)] kJ/s (9)
式中:
mw——气流中水蒸气质量,kg/s。
则干空气的平均定压比热容由下式确定:
cpm
t2t1
=
Qp
(m-mw)t2-t1=
Qp'-Qw
(m-mw)t2-t1 (10)
式中:Qp'——为湿空气气流的吸热量。
仪器中加热气流的热量(例如用电加热器加热),不可避免地因热辐射而有一部分散失于环境。这项散热量的大小决定于仪器的温度状况。只要加热器的温度状况相同,散热量也相同。因此,在保持气流加热前的温度仍为t1和加热后温度仍为t2的条件下,当采用不同的质量流量和加热量进行重复测定时,每次的散热量当是一样的。于是,可在测定结果中消除这项散热量的影响。设两次测定时的气体质量流量分别为m1和m2,
加热器的加热量分别为Q1和Q2,辐射散热量为∆Q,则达到稳定状况后可以得到如下的热平衡关系
Q1=Qp1+Qw1+∆Q=(m1-mw1)cpm(t2-t1)+Qw1+∆Q
Q2=Qp2+Qw2+∆Q=(m2-mw2)cpm(t2-t1)+Qw2+∆Q
两式相减消去∆Q项,得到
c
t2
pmt1
(Q1-Q2)-(Qw1-Qw2)=
m1-m2-mw1+mw2t2-t1kJ/kg•℃ (11)
三、实验设备
图1-1测定空气定压比热容的实验装置
系统
1-节流阀;2-流量计;3-比热仪本体;4-瓦特表;5-调压变压器;6-稳压器;
7-风机
实验所用的设备和仪器仪表由风机、流量计,比热仪本体、电工率调节测量系统共四部分组成,实验装置系统如图1-1所示。
装置中采用湿式流量计测定气流流量。流量计出口的恒温槽2用以控制测定仪器出口气流的温度。装置可以采用小型单级压缩机或其它设备作为气源设备,并用钟罩型气罐5维持供气压力稳定。气流流量用调节阀3调整。
比热容测定仪本体(图1-2)由内壁镀银的多层杜瓦瓶2、进口温度计1和出口温度计8(铂电阻温度计或精度较高的水银温度计)电加热器3和均流网4,绝缘垫5,旋流片6和混流网7组成。气体自
进口管引入,进口温度计4测量其初始温度,离开电加热器的气体经均流网4均流均温,出口温度计8测量加热终了温度,后被引出。该比热仪可测300℃以下气体的定压比热。
四、实验步骤
1.接通电源及测量仪表,选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。
2.取下流量计上的温度计,开动风机,调节节流阀,使流量保持在额定值附近。测出流量计出口空气的干球温度t0和湿球温度tw。
3.将温度计插回流量计,重新调节流量,使它保持在额定值附近,逐渐提高电压,使出口温度计读数升高到预计温度。(可根据下式预先估计所需电功率:
w=12
∆t
τ,式中:w为电功率(W),∆t为进
出口温差(℃),τ为每流过10升空气所需的时间(s)。
4.待出口温度稳定后(出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏即可视为稳定),读出下列数据:
10升气体通过流量计所需时间τ(s); 比热仪进口温度t1(℃);出口温度t2(℃);
大气压力计读数B1(kPa),流量计中气体表压∆h(mmH2O); 电热器的功率Qp(W)。
5.根据流量计出口空气的干球温度t0和湿球温度tw确定空气的相对湿度ϕ,根据ϕ和干球温度从湿空气的焓-湿图(工程热力学附图)中查出含湿量d(g/kg干空气)。
6.每小时通过实验装置空气流量:
V=36/τ (m3/h)
(12)
式中:τ——每10升空气流过所需时间,s; 干空气质量流量的计算式:
mg=
(1-yw)(1000B1+9.81∆h)⨯(36/τ)
287t0+273.15 kg/h
(13)
7.水蒸气的流量: 水蒸气质量流量的计算式:
mw=
yw(1000B1+9.81∆h)⨯(36/τ)461.5t0+273.15 kg/h
(14)
五、数据处理
实验中需要测定干空气的质量流量m、水蒸气的质量流量气流吸热量)
mw、电加热器的加热量(即
Qp'
和气流温度等数据,测定方法如下:
1.干空气的质量流量m和水蒸气的质量流量
mw
电加热器不投入,摘下流量计出口与恒温槽连接的橡皮管,把气流流量调节到实验流量值附近,测定流量计出口的气流温度据
t0'(由流量计上的温度计测量)和相对湿度ϕ。根
t0与ϕ值由湿空气的焓-湿图确定含湿量g/kg,并计算出水蒸气的容积成分yw
yw=
d/622
1+d/622 (15)
于是,气流中水蒸气的分压力为
pw=ywp N/m2 (16)
式中:
p——流量计中湿空气的绝对压力(Pa):
p=10B1+9.81∆h (17)
式中:B1——当地大气压,kPa;由数字式压力计读出。
∆h——流量计上压力表(U型管)读数,mmH2O柱;
接上橡皮管,开始加热。当实验工况稳定后测定流量计每通过V(m3)(例如0.01m3)气体所花的时间τ(s),以及其它数据。水蒸气的质量流量计算如下:
mw=
pw(V/τ)
RwT0 kg/s (18)
式中:
Rw——水蒸气的气体常数:
Rw=461 J/(kg•K) (19)
T0——绝对温度,K。
pg(V/τ)RT0
kg/s (20)
干空气的质量流量计算如下:
mg=
R——干空气的气体常数:
R=287 J/(kg•K)
2.电加热器的加热量
Qp'
电热器消耗功率可由瓦特表读出:瓦特表读书方法见瓦特表说明书
Qp'=3.6Qp
式中:
(kJ/h) (21)
Qp
——瓦特表读数,W;
3.气流温度
气流在加热前的温度t1和加热后的温度t2由比热容测定仪上的温度计测量。实验 时,根据选定的气流初始温度t1和加热温度t2的变化范围及变化间隔,t1用恒温槽调节,t2由电加热器调节。
六、实验注意事项
1.电热器不应在无气流通过情况下投入工作,以免引起局部过热而损害比热仪本体。 2.输入电热器电压不得超过220伏,气体出口温度最高不得超过300℃。
3.加热和冷却要缓慢进行,防止温度计比热仪本体因温度骤然变化和受热不均匀而破裂。
4.停止实验时,应先切断电热器电源,让风机继续运行15分钟左右(温度较低时,时间可适当缩短)。
5.实验测定时,必须确信气流和测定仪的温度状况稳定后才能读数。
实验二 二氧化碳p-v-t关系测定实验
一、实验目的
1. 了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。
2.增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3.掌握CO2的p-v-t关系的测定方法,学会测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4.学会活塞式压力计,恒温器等热工仪器的正确使用方法。
二、实验内容
1. 测定CO2的p-v-t关系。在p-v坐标系中绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=50℃)的三条等温曲线,并与标准实验曲线及理论计算值相比较,并分析其差异原因。
2.测定CO2在低于临界温度(t=20℃、27℃)饱和温度和饱和压力之间的对应关系,并与图四中的ts-ps曲线比较。
3.观测临界状态
(1)临界状态附近气液两相模糊的现象。 (2)气液整体相变现象。
(3)测定CO2的pc、vc、tc等临界参数,并将实验所得的vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比教,简述其差异原因。
三、实验设备及原理
实验装置由压力计、恒温水浴和实验台本体及其防护罩等三大部分组成(如图2-1所示)。
图2-1 试验台系统原理图
图2-2 试验台本体结构简图
试验台本体如图2-2所示。其中:高压主容器管内充CO2;玻璃杯盛满水银;压力油用来传递由压力机施加的压力;水银是用来把压力施加给主容器管内CO2,并起到封闭CO2不外泄的作用;密封填料起到组合件之间压力封闭作用;填料压盖其密封紧固作用;恒温水套用来给CO2恒温;温度计用来控制恒温水套中的水温。
对简单可压缩热力系统,当工质处于平衡状态时,其状态参数p、v、t之间有: F(p,v,t)=0
或 t=f(p,v) (1) 本实验就是根据式(1),采用定温方法来测定CO2的p-v-t,从而找出CO2的p-v-t关系。 实验中,压力计油缸送来的压力由压力油传入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管容器,CO2被压缩,其压力大小通过压力计上的活塞杆的进、退来调节。温度由恒温水浴供给的水套内的水温来调节。
实验工质二氧化碳的压力值,由装在压力计上的压力表读出。温度由插在恒温水套中的温度传感器及数显温度表读出。比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量,而后再根据承压玻璃管内径截面不变等条件来换算得出。
四、实验步骤
1.按图1装好实验设备,并开启实验本体上的日光灯(目的是易于观察)。 2.恒温水浴准备及温度调节:
(1)把水注入恒温器内,至离盖30~50mm。检查并接通电路,启动水泵,使水循环对流。
(2)设置数字调节器,把温度调节仪调节至所需温度。 (3)视水温、环境情况,调节设定温度。
(4)观察温度,其读数的温度点温度设定的温度一致时(或基本一致),则可(近似)认为承压玻璃管内的CO2的温度处于设定的温度。
(5)当所需要改变实验温度时,重复(2)~(4)即可。 (当初使水温高于实验设定温度时,应加冰块进行调节。) 3.加压前的准备:
因为压力计的油缸容量比容器容量小,需要多次从油杯里抽油,再向主容器管充油,才能在压力表显示压力读数。压力计抽油、充油的操作过程非常重要,若操作失误,不但加不上压力,还会损坏试验设备。所以,务必认真掌握,其步骤如下:
(1)关压力表及其进入本体油路的两个阀门,开启压力计油杯上的进油阀。 (2)摇退压力台上的活塞螺杆,直至螺杆全部退出。这时,压力计油缸中抽满了油。 (3)先关闭油杯阀门,然后开启压力表和进入本体油路的两个阀门。
(4)摇进活塞螺杆,使本体充油。如此交替重复,直至压力表上有压力读数为止。 (5)再次检查油杯阀门是否关好,压力表及本体油路阀门是否开启。若均已调定后,即可进行实验。
4.作好实验的原始记录: (1)设备数据记录:
仪器、仪表名称、型号、规格、量程等。 (2)常规数据记录:
室温、大气压等实验环境参数。
(3)测定承压玻璃管内CO2质量不便测量,而玻璃管内径或截面积(A)又不易测准,因而实验中采用间接办法来确定CO2的比容,认为CO2的比容ν与其高度是一种线性关系。具体方法如下:
a)已知CO2液体在20℃,9.8MPa时的比容ν(20℃,9.8Mpa)=0.00117M3·㎏。 b)实际测定实验在20℃,9.8Mpa时的CO2液柱高度Δh0(m)。 * 注意玻璃管水套上刻度的标记方法。
ν=
c)
∆h∆h
=
m/AK (m3/kg)
式中,Δh=h-h0
h——任意温度、压力下水银柱高度。 h0——承压玻璃管内径顶端刻度。 5.测定低于临界温度t=20℃时的等温线。 (1)将恒温器调定在t=20℃,并保持恒温。
(2)压力从4.41Mpa开始,当玻璃管内水银柱升起来后,应足够缓慢地摇进活塞螺杆,以保证等温条件。否则,将来不及平衡,使读数不准。
(3)按照适当的压力间隔取h值,直至压力p=9.8MPa。
(4)注意加压后CO2的变化,特别是注意饱和压力和饱和温度之间的对应关系以及液化、汽化等现象。要将测得的实验数据及观察到的现象一并填入表1。
(5)测定t=25℃、27℃时其饱和温度和饱和压力的对应关系。 6.测定临界参数,并观察临界现象。
(1)按上述方法和步骤测出临界等温线,并在该曲线的拐点处找出临界压力pc和临界比容 c,并将数据填入表1。
(2)观察临界现象。 a)整体相变现象
由于在临界点时,汽化潜热等于零,饱和蒸汽线和饱和液体线合于一点,所以这时汽-液的相互转变不是象临界温度以下时那样逐渐积累,需要一定的时间,表现为渐变过程,而这时当压力稍在变化时,汽-液是以突变的形式相互转化。
b)汽、液两相模糊不清的现象
处于临界点的CO2具有共同参数(p,v,t),因而不能区别此时CO2是气态还是液态。下面就来用实验证明这个结论。因为这时处于临界温度下,如果按等温线过程进行,使CO2压缩或膨胀,那么,管内是什么也看不到的。现在,我们按绝热过程来进行。首先在压力等于7.64Mpa附近,突然降压CO2状态点由等温线沿绝热线降到液区,管内CO2出现明显的液面。这就是说,如果这时管内的CO2是气体的话,那么,这种气体离液区很接近,可以说是接近液态的气体;当我们在膨胀之后,突然压缩CO2时,这个液面又立即消失了。这就告诉我们,这时CO2液体离气区也是非常接近的,可以说是接近气态的液体。此时的CO2既接近气态,又接近液态,所以能处于临界点附近。
7、测定高于临界温度t=50℃时的定温线。将数据填入原始记录表1。
五、实验结果处理和分析
1、按表1的数据,如图2-3在p-v坐标系中画出三条等温线。
2、将实验测得得等温线与图2-3所示的标准等温线比较,并分析它们之间的差异及原因。
3、将实验测得的饱和温度与压力的对应值与图2-4给出的ts-ps曲线相比较。
图2-3 标准曲线
图2-4 ts-ps曲线
4、将实验测定的临界比容 c与理论计算值一并填入表2,并分析它们之间的差异及其原因。
3
实验三 饱和蒸汽压力和温度关系实验
一、实验目的
1.通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系,加深对饱和状态的理解。
2.通过对实验数据的整理,掌握饱和蒸汽 P—T关系图表的编制方法。
3.学会温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表的使用方法。
4.能观察到小容积和金属表面很光滑(汽化核心很小)的饱态沸腾现象。
二、实验设备
图3-1实验设备简图
1、排气阀 2、可视玻璃及蒸汽发生器
三、实验方法与步骤
1.熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 2.将电功率调节器调节至电流表零位,然后接通电源。 3.调节电功率调节器,并缓慢逐渐加大电流,待蒸汽压力升至一定值时,将电流降低0.6安培左右保温,待工况稳定后迅速记录下水蒸气的压力和温度。重复上述实验,在0~1.0Ma(表压)范围内实验不少于6次,且实验点应尽量分布均匀。
4.实验完毕后,将调压指针旋回零位,并断开电源。 5.记录室温和大气压力。
四、数据记录和整理
2.绘制P—t关系曲线
如图3-2,将实验结果点在坐标上,清除偏离点,绘制曲线。
图3-2 饱和水蒸气压力和温度的关系曲线
3.总结经验公式
将实验曲线绘制在双对数坐标纸上,则基本呈一直线,故饱和水蒸气压力和温度的关系可近似整理成下列经验公式:
t=P
图3-3饱和水蒸气压力和温度的关系对数坐标曲线
4.误差分析
通过比较发现测量比标准值低1%左右,引起误差的原因可能有以下几个方面: (1)读数误差。
(2)测量仪表精度引起的误差。 (3)利用测量管测温所引起的误差。
五、注意事项
1.实验装置通电后必须有专人看管。
2.实验装置使用压力为1.0Ma(表压),切不可超压操作。
实验四 喷管实验
一、实验目的
1.验证并进一步加深对喷管内气流基本规律的理解,牢固树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。
2.掌握气流在喷管中流速、流量、压力变化的规律及测试方法。
二、实验原理
1. 喷管中气流的基本规律 (1)由能量方程可得:
-νdp=cdc
(1)
可见 ,当气体流经喷管速度增加时,压力必然下降。 (2)由连续性方程及过程方程得:
dAdc=(M2-1)
c A
(2)
显然,当来流速度 M1 时,喷管应为渐扩型(dA>0)。
(3)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(mmax),或称为临界流量。可由下式确定:
2k⎛2⎫
⎪k+1⎝k+1⎭
2k-1
mmax=Amin
⋅
p1
ν1
(3)
式中:Amin—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。本实验台的喷管最小截面积为:12.56 mm2)。
2.气体在不同类型喷管中的流动 (1)渐缩喷管
渐缩喷管因受几何条件(dA
p≥pc);通过喷管的流量只
速(C≤a);出口截面的压力只能高于或等于临界压力(2
能等于或小于最大流量(mmax)。根 据不同的背压(如图4-1所示:
pb), 渐缩喷管可分为三种工况,
图4-1 渐缩喷管压力分布曲线及流量曲线
A—亚临界工况( B—临界工况(
pb>pc),此时m
max
p2=pb>pc
pb=pc),此时 m=m
maxp2=pb=pc
pb
max
C—超临界工况(
p2=pc>pb
(2)缩放喷管
缩放管的喉部dA=0,因此气流可以达到音速(C=a);扩大段(dA>0),出口
p
截面的流速可超音速(C>a),其压力可大于临界压力(2
限制,其流量的最大值仍为最大流量(mmax),气流在扩大段能做完全膨胀,这时出口截面出的压力成为设计压力(
pd)。缩放喷管随工作背压不同,亦可分为三种情况,见图4-2:
图4-2 减缩喷管压力分布曲线及流量曲线
A—被压等于设计被压(
pb=pd)时,称为设计工况。此时气流在喷管中能完全膨胀,p2=pb=pd),见图五中的曲线A。在喷管喉部,压力达到
出口截面的压力与被压相等(
临界压力,速度达到音速。在扩大段转入超音速流动,流量达到最大流量。
B—被压低于设计被压(pb
C—被压高于设计被压(pb>pd)时,气流在喷管内膨胀过渡,其压力低于被压,以至于气流在未达到出口截面处便被压缩,导致压力突然升跃(即产生激波),在出口截面处,其压力达到被压。如图五中的曲线C所示。激波产生的位置随着背压的升高而向喷管入口方向移动,激波在未达到喉部之前,其喉部的压力仍保持临界压力,流量仍为最大流量。当背压升高到某一值时,将脱离临界状态,缩放管便与文丘里管的特性相同了,其流量低于最大流量。
三、实验装置
整个实验装置包括实验台、真空泵。
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,见图4-3。
图4-3喷管实验台组成简图
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
四、操作步骤
1.装上所需的喷管,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:
(1)用罐前调节阀调节背压至一定值(见真空表读数),并记录下该值。
(2)启动位移转动开关,使测压探针向出口方向移动。每移动一定距离(一般约2-3mm)便停顿下来,记录该点的坐标位置及相应的压力值,一直测至喷管出口之外。把各个点描绘到坐标纸上,便得到一条在这一背压下喷管的压力分布曲线。
(3)若要做若干条压力分布曲线,只要改变其背压值并重复(1)、(2)步骤即可。 4.流量曲线的测绘
(1)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。
(2)用罐前调节阀调节背压,每一次改变200Pa—300Pa,稳定后记录背压值和U型管差压计的读数。当背压升高到某一值时,U型管差压计的液柱便不再变化(即流量已达到了最大值 )。此后尽管不断提高背压,但U型管差压计的液柱仍保持不变,这时测2—3点。至此,流量测量即可完成。渐缩喷管和缩放喷管的流量曲线参见图4-1和图4-2。
5.实验结束后的设备操作
打开罐前调节阀,关闭罐后调节阀,让真空罐充气;3分钟后停真空泵并立即打开罐后调节阀,让真空泵充气(目的是防止回油)。最后关闭冷却水阀门。
五、数据处理
1.压力值的确定
(1)本实验装置采用的是负压系统,表上读数均为真空度,为此须换算成绝对压力值(p):
式中:
p=pa-p(v)
(4)
pa—大气压力(Pa) ; p(v)
—用真空度表示的压力。
(2)由于喷管前装有孔板流量计,气流有压力损失。本实验装置的压力损失为U型管差压计读数(∆p)的97% 。因此,喷管入口压力为:
p1=pa-0.97∆p (5)
(3)由式(5)、(6)可得到临界压力pc=0.58p1,在真空表上的读数(即用真空度表示)为:
pc(v)=0.0472pa+0.51∆p
(6)
计算时,式中各项必须用相同的压力单位。(大致判断,pc(v)约为3800Pa)。 2.喷管实际流量测定
由于管内气流的摩擦而形成边界层,从而减少了流通面积。因此,实际流量必然小于理论值。其实际流量为:
m=1.373⨯10-4∆p⋅ε⋅β⋅γ (kg/s)
式中:ε—流速膨胀系数;ε=1-2.873⨯10
-2
∆p pa
β—气态修正系数;β=o.pa
ta=273
γ—几何修正系数(约等于1.0);
Δp—U型管差压计的读数(Pa) ;
ta—室温(℃);
pa—大气压力(Pa) 。
六、实验报告要求
p
为纵坐标,绘制不同工况下p1
1.以测压探针孔在喷管中的位置(x) 为横坐标,以
的压力分布曲线。
pb
2.压力比为横坐标,流量m为纵坐标,绘制流量曲线。
p1
3.根据条件,计算喷管最大流量的理论值,且与实验值比较。