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文档简介

次音速與超音速流量測

SubsonicandSupersonic

FlowMeasurement實驗目的本實驗的目的在於探討在噴嘴內部各點壓力及速度的分佈情形。利用噴嘴的漸縮－漸擴結構(covergent－divergentnozzle)中之物理現象創造次音速及超音速流場。實驗簡介噴嘴為一種能量轉換的工具，可將流體的壓力位能轉換為動能。置換不同結構的噴嘴，討論其截面積變化造成之各種性質的改變。實驗原理考慮一穩流過程下的質量守恆根據白努力定律，在等熵過程下之能量守恆

由聲速的定義得知-------(1)-------(2)-------(3)將(2)(3)式代入(1)式可得------(4)整理可得Forsubsonicflow(M<1)Forsupersonicflow(M>1)截面積變小速度變大截面積變大速度變大M<1VM>1V-------(5)漸縮噴嘴壓力變化圖示CHOKE:質量流率被限制住被掐住,到達最大值,無論如何調整,質量流率都不會改變!漸縮-漸擴噴嘴壓力變化圖示SHOCK:為了讓壓力維持連續性,體積會壓縮,壓力上升,所產生的音爆現象進口壓力出口壓力流量計溫度計實驗步驟實驗前先檢查管路是否有多餘的漏氣。由於壓力錶本身的誤差，所以應先校對壓力錶。關掉進氣閥，裝上噴嘴A。固定入口壓力為400Kpa

，調整出口壓力（背壓），並記錄噴嘴內部各個位置的壓力，以及進出口的流量、溫度。固定出口壓力為50

Kpa

，調整進口壓力，並記錄噴嘴內部各個位置的壓力，以及進出口的流量

、溫度。更換噴嘴B和C，重複實驗步驟。

更換噴嘴(nozzle)注意事項實驗項目阻塞(chocking)現象的觀察在固定背壓之下，入口壓力對質量流率影響的量測，並與理論預測值比較在固定入口壓力之下，背壓對質量流率影響的量測，並與理論預測值比較噴嘴內壓力分佈的量測問題與討論根據實驗數據繪出噴嘴A、B、C的對噴嘴各點位置圖繪出噴嘴A、B、C的對圖討論在超音速及次音速之下，漸縮及漸擴噴嘴對流場流速、壓力、溫度、有何影響何謂震波(shock)及阻氣流(chockedflow)，並說明其生成原因THEEND#更換噴嘴(nozzle)注意事項必須先洩除儀器內的壓力，保持在無壓力狀態下才能執行更換噴嘴的動作。先取下溫度計，避免溫度計在拆裝過程中損毀。更換實驗噴嘴，注意噴嘴的氣密封，對準中心線，慢慢鎖緊，避免一次鎖死。裝上連接管，避免大力震動儀器，導致氣密不佳。TappingPoint12345678NominalDiametermm2.42.02.132.262.392.522.662.79AreaThroatArea1.441.01.131.281.421.591.771.94----------TappingPoint12345NominalDiametermm2.42.02.132.262.39AreaThroatArea1.441.01.131.281.42----------TappingPoint123456NominalDiametermm2.8

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