PAGEPAGE實(shí)驗(yàn)一噴管實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)目的：鞏固和驗(yàn)證有關(guān)噴管基本理論，熟悉不同形式的噴管的機(jī)理，掌握氣流在噴管中的流速、流量、壓力變化的規(guī)律及有關(guān)測(cè)試方法。任務(wù)：分析對(duì)漸縮噴管和縮放噴管進(jìn)行下列測(cè)定：測(cè)定不同工況（初壓P1不變，改變背壓Pb）時(shí)氣流在噴管中的流量m；繪制ｍ-Pb曲線；比較最大流量的計(jì)算值和實(shí)測(cè)值；確定臨界壓力PC。測(cè)定不同工況時(shí)氣流沿噴管各截面（軸線位置X）的壓力P的變化；繪制一組P-X曲線；分析比較臨界壓力PC的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值；觀察和記錄PC出現(xiàn)在噴管中的位置。通過電測(cè)裝置，在X-Y記錄儀上繪制出ｍ-Pb曲線和P-X曲線，并與所測(cè)定的ｍ-Pb曲線和P-X曲線相比較，分析異同點(diǎn)及原因。實(shí)驗(yàn)原理在穩(wěn)定流動(dòng)中，任何截面上質(zhì)量流量都相等，且不隨時(shí)間變化，流量大小可由下式?jīng)Q定；（1）式中：K比熱比（絕熱指數(shù)）A2—出口截面積[ｍ2]υ－氣體比體積[ｍ3/kg]P－壓力[bar]角注符號(hào)：1指噴管入口，2指噴管出口。若降低背壓，使?jié)u縮噴管的出口壓力P2或縮放噴管的喉部壓力P降至臨界壓力時(shí)，噴管中的流量達(dá)最大值，即臨界壓力PC：=0.685=0.0404（1）噴管中的流量ｍ一旦達(dá)到最大值，再降低背壓Pb流量ｍ保持不變，流量ｍ隨背壓Pb的變化關(guān)系如圖5、7所示?？s放噴管與漸縮噴管的不同點(diǎn)，流量達(dá)最大值時(shí)的最高背壓Pb,不再是PC,而是某一壓力Pf。沿噴管軸線X各截面的壓力P，在噴管形狀和工質(zhì)的初狀態(tài)及背壓一定時(shí)，可根據(jù)連續(xù)性方程和狀態(tài)方程計(jì)算而得，也可用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得如圖4、6所示的圖形。圖4所示的一組曲線表明，在理論上漸縮噴管內(nèi)任何截面的壓力都不可能低于臨界壓力PC,當(dāng)背壓低于PC時(shí)，氣流在管外繼續(xù)膨脹。圖6所示的一組曲線表示在不同的背壓Pb下，縮放噴管內(nèi)各截面上壓力P的變化情況。當(dāng)Pb<Pd,氣流在管內(nèi)膨脹不足，只能在管外繼續(xù)膨脹。當(dāng)Pb=Pd,氣流在管內(nèi)得到完全膨脹，出口壓力與背壓一致，稱為設(shè)計(jì)工況。相應(yīng)地，稱Pb<Pd為超設(shè)計(jì)工況，Pb>Pd為亞設(shè)計(jì)工況。亞設(shè)計(jì)工況有可分幾種工況，當(dāng)Pd<Pb≤Pe,氣流在管內(nèi)膨脹過度，出口壓力仍為Pd,但隨即在出口產(chǎn)生斜激波（Pb<Pe）或正激波（Pb＝Pe）,使壓力由Pd升高至Pb。當(dāng)Pe<Pb≤Pf,正激波由管口移到管內(nèi)。Pb越高，越往前移。通過正激波壓力躍升，氣流由超音速變?yōu)閬喴羲?，然后沿?cái)U(kuò)大段擴(kuò)壓減速流至出口，壓力等于背壓Pb。對(duì)于上述Pb≤Pf諸工況，喉部始終保持臨界狀態(tài)。當(dāng)Pb>Pf,整個(gè)噴管內(nèi)都是亞音速氣流，喉部不再是臨界狀態(tài)，縮放噴管成為文德利管。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體、真空泵、電測(cè)儀器三大部分組成。實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體結(jié)構(gòu)如圖1所示?？諝庾晕鼩饪?進(jìn)入進(jìn)氣管1，流過孔板流量計(jì)3，流量的大小可以從“U”形管壓差計(jì)4讀出。噴管5用有機(jī)玻璃制成，有漸縮和縮放兩種形式如圖2、7所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，可松開夾持法藍(lán)的螺栓，向左推開進(jìn)氣管的三輪支架6，更換所需的噴管。噴管各截面上的壓力是由插入噴管內(nèi)的測(cè)壓探針7連至可移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)真空表8測(cè)得，它們的移動(dòng)通過手輪——螺桿機(jī)構(gòu)9實(shí)現(xiàn)。在噴管后的排氣管上還裝有背壓真空表10，真空罐12起穩(wěn)定背壓的作用。罐內(nèi)的真空度通過背壓調(diào)節(jié)閥11來調(diào)節(jié)。為減少震動(dòng)，真空罐與真空泵之間用軟管連接。真空泵是1401型，排氣量為3200升/分。電測(cè)儀器：負(fù)壓傳感器、壓差傳感器、位移電位器、直流穩(wěn)壓電源。函數(shù)記錄儀等。負(fù)壓傳感器、壓差傳感器、位移電位器分別將可移真空表、U形管壓差計(jì)、測(cè)壓探針在噴管內(nèi)不同截面上的壓力轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)輸入記錄儀，直接繪出實(shí)驗(yàn)曲線。以上電測(cè)儀器均由直流穩(wěn)壓電源供電。實(shí)驗(yàn)步驟：分別對(duì)漸縮噴管和縮放噴灌進(jìn)行如下相同步驟：裝好噴管。對(duì)真空泵作開車前檢查（檢查傳動(dòng)系統(tǒng)、油路。水路。）檢查無問題后打開背壓調(diào)節(jié)閥，用手轉(zhuǎn)動(dòng)真空泵飛輪一周，去掉氣缸中過量的油，開啟電動(dòng)機(jī)，當(dāng)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后即可開始實(shí)驗(yàn)。將測(cè)壓探針上的測(cè)壓孔移至噴管出口之外一段距離之后保持不動(dòng)，此時(shí)Pz=Pb。改變調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)背壓Pb自P1開始逐漸降低，記錄在不同Pb下的孔板壓差ΔP值，以備計(jì)算流量及繪制ｍ-Pb曲線。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意記下ΔP開始達(dá)到最大值的Pb，以求得PC及Pf值。調(diào)節(jié)不同的Pb搖動(dòng)手輪，使X自噴管進(jìn)口逐步移至出口外一段距離，記錄不同X值下的P值，以測(cè)定不同工況下的P－X曲線。接通電測(cè)儀器，分別記錄ｍ-Pb曲線和P－X曲線。停車。認(rèn)真做好原始記錄。⑴設(shè)備數(shù)據(jù)記錄：設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格。⑵常規(guī)數(shù)據(jù)記錄：當(dāng)?shù)卮髿鈮?、室溫、?shí)驗(yàn)環(huán)境狀況。⑶技術(shù)數(shù)據(jù)及繪制的圖形等計(jì)入附表內(nèi)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理因進(jìn)氣管中氣流速度很低，在最大流量時(shí)其數(shù)據(jù)級(jí)1m/s,可近似認(rèn)為初壓P1和初溫t1既是氣流的總壓和總溫。初溫t1等于大氣溫度ta,初壓P1略低于大氣壓pa可按計(jì)算。孔板流量計(jì)流量的計(jì)算公式為：m＝1.373×10-4[kg/s]式中ε－流束膨脹系數(shù)ε＝1－2.873×10－2β－修正系數(shù)γ－幾何修正系數(shù)（標(biāo)定）ΔP-U形壓差計(jì)讀數(shù)[mmH2O]Pa-大氣壓力[mbar]ta－大氣溫度[℃]圖8為孔板流量記的—ΔP曲線。試驗(yàn)報(bào)告（包括如下內(nèi)容）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理與過程。各種數(shù)據(jù)的原始記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理后的數(shù)據(jù)，包括最大流量mmax臨界壓力PC、以及ｍ-Pb曲線和P－X曲線；分析實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值，分析測(cè)定曲線與函數(shù)記錄儀繪制曲線異同點(diǎn)及其產(chǎn)生原因。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的收獲體會(huì)及對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。思考題何謂噴管的臨界狀態(tài)？臨界壓力Pc如何確定？漸縮和縮放噴管出口截面壓力P2與背壓Pb之間有何關(guān)系？漸縮噴管的P2降到臨界壓力Pc以下嗎？縮放噴管的Pz能降到Pc以下嗎？4、漸縮和縮放噴管的臨界壓力Pc各出現(xiàn)的位置在何處：各截面流量相同嗎？

噴管實(shí)驗(yàn)記錄（一）室溫：ta=當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貧鈮海篜a=表1噴灌型式主要參數(shù)最小喉口截面積：噴管入口壓力P1噴管背壓Pb噴管流量真空度[mmHg]絕對(duì)壓力[mmHg]真空度[mmHg]絕對(duì)壓力[mmHg]孔板壓差ΔP[mmH2O]m[kg/s]測(cè)定的流量背壓曲線臨界壓力Pc[bar]計(jì)算值最大流量mmax[kg/s]計(jì)算值實(shí)驗(yàn)值實(shí)測(cè)值試驗(yàn)者_(dá)______________年______月_____日

噴管實(shí)驗(yàn)記錄（二）表2噴管型式噴管截面至入口距離X[mm]截面壓力P[mmHg]Pb<PcPb=PcPb>Pc真空度絕對(duì)壓力真空度絕對(duì)壓力真空度絕對(duì)壓力入口51015202530出口測(cè)定的壓力截面距離曲線實(shí)驗(yàn)情況分析試驗(yàn)者_(dá)_____________________年______月____日注：1、表1、2在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一式二份。為漸縮噴管、縮放噴管的記錄。表1、2中的曲線用方格紙繪制，記錄儀繪制曲線另附頁(yè)。

實(shí)驗(yàn)二壓氣機(jī)性能實(shí)驗(yàn)壓氣機(jī)在工程上應(yīng)用廣泛，種類繁多，但其工作原理都是消耗機(jī)械能或電能而獲得壓縮氣體，壓氣機(jī)的壓縮指數(shù)和容積效率等，是衡量其性能優(yōu)劣的重要參數(shù)，本實(shí)驗(yàn)是利用微機(jī)對(duì)氣體的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集，經(jīng)計(jì)算處理，得到展開的和封閉的示功圖，從而獲得其平均壓縮指數(shù)n、容積效率、指示功Wc、指示功率P等性能參數(shù)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼梦C(jī)檢測(cè)指示功率，壓縮指數(shù)和容積效率等基本操作測(cè)試方法；掌握用面積儀測(cè)量不同的面積，并計(jì)算指示功，指示功率壓縮指數(shù)和容積效率。對(duì)微機(jī)采集數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理的全過程和方法有所了解。二、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)裝置主要由壓氣機(jī)與其配套的電動(dòng)機(jī)以及測(cè)試系統(tǒng)組成。測(cè)試系統(tǒng)包括壓力傳感器、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、放大器、A/D板、微機(jī)繪圖儀及打印機(jī)。詳見圖1所示。圖1計(jì)算機(jī)采集壓氣機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置接線圖壓氣機(jī)型號(hào)：Z—0.03/7汽缸直徑：D=50mm、活塞行程：L=20mm連桿長(zhǎng)度：H=70mm、轉(zhuǎn)速：n=1400轉(zhuǎn)/分為獲得反映壓氣機(jī)性能的示功圖，在壓氣機(jī)汽缸上裝了一個(gè)應(yīng)變式壓力傳感器，供實(shí)驗(yàn)時(shí)輸出汽缸內(nèi)的瞬態(tài)壓力信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)橋式整流以后送至動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀放大；對(duì)應(yīng)活塞上止點(diǎn)的位置，在飛輪外側(cè)粘著一塊磁條，從電磁傳感器上取得活塞上止點(diǎn)的脈沖信號(hào)，作為控制采集壓力的起止信號(hào)，以達(dá)到壓力和曲柄轉(zhuǎn)角的同步，這二路信號(hào)經(jīng)放大器，分別使放大后送入A/D板轉(zhuǎn)換為數(shù)值量，然后送到計(jì)算機(jī)。經(jīng)處理便得到了壓氣機(jī)工作過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)及展開示功圖和封閉示功圖。三、實(shí)驗(yàn)原理指示功和指示功率指示功——壓氣機(jī)進(jìn)行一個(gè)工作過程，壓氣機(jī)所消耗的功Wc，顯然其值就是P—V圖上工作過程線cdijc所包圍的面積，即[kgf—m]式中：S—測(cè)面儀測(cè)定的P—V圖上工作過程線所為的面積[mm2]K1—單位長(zhǎng)度代表容積[mm3/mm]K1=L—活塞行程[mm]gb—活塞行程的線段長(zhǎng)度[mm]K2=P2—壓氣機(jī)排氣工作時(shí)的表壓力[at]；—縱坐標(biāo)上對(duì)應(yīng)的高度[mm]；P—指示功率，即：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)壓氣機(jī)所消耗的功，可用下式表示P=NWc/102×60[KW]式中N—轉(zhuǎn)速[轉(zhuǎn)/分]平均多變指數(shù)壓氣機(jī)的實(shí)際壓縮過程介于定溫壓縮與定熵壓縮之間。即多變指數(shù)n的范圍為1<n<k，因?yàn)槎嘧冞^程的技術(shù)功是過程功的n倍，所以n等于P-V圖上壓縮過程線與縱坐標(biāo)軸圍成的面積同壓縮過程線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積之比，即：n=由cdefc圍成的面積/由cdabc圍成的面積容積效率（ηv）由容積效率的定義：ηv＝有效吸氣體積/活塞位移體積在(P-V)示功圖上。有效吸氣過程線段長(zhǎng)度與活塞行程線段長(zhǎng)度之比等于容積效率。四、實(shí)驗(yàn)步驟微機(jī)檢測(cè)操作按圖1連接所用測(cè)試儀設(shè)備及電源。接通計(jì)算機(jī)電源，把軟件插入計(jì)算機(jī)。在鍵盤上按basica，并按回車鍵，OK出現(xiàn)。在鍵盤上按F3鍵喉再按chp12，按回車鍵。根據(jù)計(jì)算機(jī)顯示進(jìn)入人機(jī)對(duì)話操作。將指示功、指示功率、多邊指數(shù)、容積效率等參數(shù)記下。用打印機(jī)打出示功圖供人工計(jì)算。人工手算操作（參看面積儀的使用）用側(cè)面儀測(cè)定示功圖的面積cdijc和線段gh與fe的長(zhǎng)度。人工計(jì)算指示功、指示功率。分別測(cè)量壓縮過程與橫坐標(biāo)包圍的面積cdabc及壓縮過程線與縱坐標(biāo)軸包圍的面積cdefc求出多邊指數(shù)n.用尺子量出反映有效吸氣線段hb的長(zhǎng)度和反映活塞行程線段gb的長(zhǎng)度，求出容積效率。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容測(cè)量并計(jì)算出指示功和指示功率。求出多變壓縮指數(shù)。求容積效率。分析壓氣機(jī)增壓比的改變將對(duì)容積效率有何影響。六、思考題活塞式壓氣機(jī)工作時(shí)，其壓縮指數(shù)變化的范圍是多少？什么情況下最??？試由所測(cè)示功圖分析該壓氣機(jī)工作是否正常？附：面積儀及其使用方法面積儀是一種測(cè)量平面封閉圖形面積的工具，根據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理得到的活塞式壓氣機(jī)的封閉示功圖，利用面積儀測(cè)出該示功圖的有關(guān)面積并用直尺量出有關(guān)線段的長(zhǎng)度，即可得出壓氣機(jī)的耗功、多變壓縮指數(shù)和容積效率。當(dāng)描針沿被測(cè)面積的邊緣移動(dòng)時(shí)，測(cè)輪隨之滾動(dòng)的弧長(zhǎng)和被測(cè)面積的大小成正比。因此，當(dāng)描針沿被測(cè)面積的邊緣移動(dòng)一圈后，就可以直接從測(cè)輪的計(jì)量機(jī)構(gòu)上讀出所測(cè)面積的數(shù)值。面積儀讀數(shù)：測(cè)輪轉(zhuǎn)一周記錄輪轉(zhuǎn)一格。測(cè)輪分為10大格，每大格又分為10小格。游標(biāo)上亦有10格，這10格的總長(zhǎng)度與測(cè)輪的9小格長(zhǎng)度相等。利用這套計(jì)量機(jī)構(gòu)可讀出四位數(shù)字。三者的讀數(shù)關(guān)系如下：游標(biāo)上一格相當(dāng)于10mm2；測(cè)輪上一小格相當(dāng)于100mm2；測(cè)輪上一大格相當(dāng)于1000mm2；記錄輪上一大格相當(dāng)于10000mm面積儀的使用方法:將待測(cè)的封閉示功圖用膠紙固定在平整的桌面上；根據(jù)圖形大小，移動(dòng)滑架調(diào)節(jié)描筆長(zhǎng)度，以選取適當(dāng)?shù)谋壤▽?duì)于示功圖通常取1:1，此時(shí)描臂長(zhǎng)34cm）；3、把極針固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，裝好面積儀。先用描針粗略地沿所測(cè)面積的邊緣移動(dòng)一周，以檢查比例是否合適，測(cè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活；4、在所測(cè)示功圖邊緣上任選一點(diǎn)作為起點(diǎn)，將描針移至起點(diǎn)，將面積儀上的游標(biāo)、測(cè)輪、記錄輪都調(diào)整到“0”處，再將描針準(zhǔn)確地沿圖形邊緣按順時(shí)針方向移動(dòng)一周，回到起點(diǎn)，此時(shí)面積儀上顯示的讀數(shù)就是所測(cè)圖形的面積。為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，通常應(yīng)測(cè)2～35、面積儀是比較精密的儀器，使用時(shí)應(yīng)輕拿輕放，切不可碰撞。

實(shí)驗(yàn)三蒸汽壓縮制冷性能實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康募由盍私庵评溲h(huán)系統(tǒng)的組成。學(xué)習(xí)測(cè)定制冷機(jī)性能的方法。通過實(shí)際測(cè)定和制冷機(jī)運(yùn)行，分析影響制冷機(jī)性能的因素。試驗(yàn)裝置試驗(yàn)采用教學(xué)用制冷壓縮機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)采用封閉式制冷壓縮機(jī)，蒸發(fā)器和冷凝器均為水換熱器。壓縮機(jī)的軸功率通過輸入電功率來計(jì)算。試驗(yàn)臺(tái)得主試驗(yàn)為液體載冷劑法，輔助試驗(yàn)為水冷冷凝器熱平衡法。試驗(yàn)臺(tái)的制冷循環(huán)系統(tǒng)見圖1，水循環(huán)系統(tǒng)見圖2。各測(cè)溫點(diǎn)均用銅電阻溫度計(jì)。1、壓縮機(jī)2、冷凝器3、截至閥4、干燥過濾器5、過冷溫度計(jì)6、節(jié)流閥7、蒸發(fā)器8、吸氣溫度計(jì)9、吸氣壓力表10、吸氣閥11、排氣閥12、排氣壓力表13、排氣溫度表14、電流表15、電壓表圖1制冷循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1、蒸發(fā)器2、冷凝器3、溫度計(jì)4、加熱器5、閥門6、水泵7、蒸發(fā)器水箱8、溢流水箱9、冷凝器水箱10、流量計(jì)11、出水管（可轉(zhuǎn)動(dòng)）圖2水循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖實(shí)驗(yàn)方法和步驟實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備預(yù)習(xí)試驗(yàn)指導(dǎo)書和安裝使用說明書，詳細(xì)了解試驗(yàn)臺(tái)各部分的作用，掌握制冷系統(tǒng)的操作規(guī)程和制冷工況的調(diào)節(jié)方法，熟悉各測(cè)試儀表的安裝使用方法。按安裝使用說明書規(guī)定方法啟動(dòng)水循環(huán)系統(tǒng)及制冷循環(huán)系統(tǒng)按指導(dǎo)教師要求并參考安裝使用說明書介紹的方法調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行測(cè)試待工況調(diào)定后，即可開始測(cè)試，測(cè)定該工況下的蒸發(fā)（吸氣）壓力、冷凝（排起）壓力、吸氣溫度、排氣溫度、過冷溫度、蒸發(fā)器和冷凝器的進(jìn)出水溫度