气体紊流射流实验方案

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1、气体紊流射流实验（一）（一）实验目的1.通过测定气体紊动射流断面流速分布，了解紊动射流的运动规律。2.掌握毕托管和测压计的测速原理和方法。（二）实验段简图为增大射流空间，将喷咀置于稳压箱底部。图3-1见图3—1。1.稳压箱2.喷咀3.y测尺4.毕托管5.x测尺6.测压计图3-2（三）实验原理及计算式1.气体紊动射流断面流速分布见图3-2根据射流的运动特性，射流主体段各断面和起始段流核外的剪切层混合区内，纵向流速分布具有相似性，其无量纲经验公式为1。52u.y——1—（3—1）UmV。式中u为测点流速、Um为量测断面轴心最大流速、y为测点距轴心的距离、y。为射流半宽度，可按

2、下式估算。y。RZtg（3—2）式中R为喷咀半径、Z为自喷咀出口到实验断面的距离、为射流扩散角，10.5。2.流速测量根据元流能量方程，毕托管处的驻点压强P。为Po2Ux2g(3—3)式中a为空气容重，Pa为大气压强。考虑毕托管的修正系数（预先率定或由厂家供给），则测点流速为(3.-4)Po用测压计测定，根据静压基本方程Po为PoPaeh(3-5)e为测压计内液体的容重，h为测点的全压与静压之差，当测压排管与垂线的夹角为角时，h值为h1cos（hi为测压计斜管读数）其P0Paeh1cos，代入式（3-3）(3-6)-2g—hicosa式（3-6）中N/m32g=9.8m

3、/s=1PRTkg/m3(3-7)式（3-7）中P为大气压21mmHg=mR为气体常数R287.063J/kgK（焦耳/千克•绝对温度）T为绝对温度值TtC273.15K（四）实验步骤1.按图3-1所示装好实验段，调多管测压计使其水平。调酒精库使排管液位在150mm左右，排管与垂线夹角30（酒精库的液位在管子中部）。取走实验台面上的活动板。用定位块确定喷咀中心点坐标。2.每个实验小组测两个断面。①喷咀出口断面，测7个点，测点间距为cm:②流核外断面，测15个点。用式（3-2）计算量测断面的yo值，根据喷咀中心坐标及yo值计算每个测点标尺坐标，即测点X标尺读数，并写在记录表

4、中。3.接通电源，将毕托管调到喷咀出口中心，慢慢开启调节阀，使毕托管全压与静压管的读数差值在8omni左右，按测点标尺坐标测量，读数时取液位波动的平均值，记录量测结果。然后将测尺下移15cm,按记录表中每个测点标尺坐标测量并记录。测量完毕观察起始断面流速分布，即将测尺上移，滑动x标尺，可以看到流核区内的测压计读数基本不变，核外边层逐渐变小。测量空气温度及大气压，记录有关常数。4.注意事项：整个实验过程不得对气流进行干扰,如用手阻止气流，记录纸进入实验台面的孔口，移动调节阀门等。实验完毕断电停机。(五)实验记录空气温度tC扩散角10.5大气压表读数mmHg1.常数设备编号喷

5、嘴半径R015mm毕托管的修正系数12.记录表格喷咀中心点坐标cm断面号断面距喷咀距离Z(cm)射流半宽y。(cm)测点号测点标尺读数(cm)测点距轴心距离y(cm)测压计读数(mm)测点流速U(m/s)yy。uum全压静压101…72151…15(六)成果要求(仅供参考)1.计算测点流速U,绘制二个测量断面的流速分布图。2,绘制主体断面的无量纲流速”和无量纲坐标的分布图，并与半经验公式Umyo1。52—1y~绘制的图形进行比较。UmV。