射流冲击倾斜平板

1. 实验场所的设置

1. 确保实验装置内无流动。
2. 根据图2中的示意图设置仪器。
3. 将平板调整至所需角度 。将该值记录在表1中。
4. 测量射流喷嘴宽度 W. 将该值记录在表1中。
5. 测量平板跨度 L. 将该值记录在表1中。
6. 将压力传感器归零。
7. 记录压力传感器的校准常数 m_p (Pa/V)。将该值记录在表1中。
8. 将传感器的高压端口（标记为+）连接到稳压腔的压力测点（标记为 ）。
9. 由于所有操作均在接收器内部进行，将传感器的低压端口（标记为-）保持开放，以感知接收器内的压力（）。
10. 启动流动装置（FLL）。
11. 使用数字万用表记录压力传感器测得的稳压腔与接收器之间压力差对应的电压 (V)。将该值记录在表2中。
12. 利用步骤1.7中的校准常数 m_p 确定稳压腔与接收器之间的压力差（）。将该值记录在表2中。

图 2．数据采集系统细节。设备连接示意图。 请点击此处查看该图的放大版本。

表1 . 实验研究的基本参数。

参数	数值
射流喷嘴宽度 (Wn)	41.3 mm
平板跨度 (L)	81.3 cm
平板高度 (H)	61 cm
换能器校准常数 (m_p)	137.6832 Pa/V

2. 运行实验

1. 将传感器的高压端口（标记为 +）连接到扫描阀的公共端口。将传感器的低压端口（标记为 -）保持开放，以测量接收器内的压力（）。
2. 将扫描阀归零，以便从第一个测压孔位置开始测量。
3. 运行 Traverse VI（LabView 虚拟仪器）。
4. 在 VI 中输入校准常数 m_p。
5. 将采样率设置为 100 Hz，总采样数设置为 500（即采集 5 秒的数据）。
6. 在 VI 中输入将用于采集板面压力数据的测压孔位置（）。请注意，测压孔之间的间距为 25.4 mm。因此，位置为 mm，其中 为测压孔的索引号，从 0 开始计数。
7. 记录数据。VI 将读取测压孔与接收器之间的压力差（）。
8. 将扫描阀步进至下一个测压孔位置。
9. 重复步骤 2.6 至 2.8，直至完成所有测压孔的测量。
10. 最后，VI 将提供测压孔位置与压力的表格及曲线图。
11. 停止 VI 运行。
12. 调整流量控制板的位置，使其关闭约一半的流通面积（参见 图 3 作为参考）。这将改变流量。使用公式 (5) 确定该流量的数值。
13. 针对流量控制板的新位置，重复步骤 2.3 至 2.11。
14. 改变冲击板的角度，并将流量控制板恢复至初始位置。
15. 针对 80^o、70^o、60^o、50^o 和 45^o 的角度，重复步骤 2.3 至 2.14。

图3．实验装置。测试段。左侧：狭缝前方的冲击板。高压空气从稳压腔经由该狭缝排入接收器。中段：连接至冲击板的压力测点被接入扫描阀，以便逐个采样。右侧：接收器排放口前方的冲击板。排放口装有带孔板，用于调节流量。 请点击此处查看此图的放大版本。

3. 分析

1. 针对每个倾角，绘制两种流速下的压力数据图。
2. 利用实验数据，根据公式（2）估算平板上的作用力。
3. 使用公式（3）确定射流在缩脉处（vena contracta）的速度。
4. 使用公式（5）估算质量流量。