恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)系數(shù)與碰撞

如果e=0，則碰撞為完全非彈性碰撞；

如果e=1，則碰撞為完全彈性碰撞；

若0≤e<1，則碰撞為非彈性碰撞。

碰撞后兩物體的分離速度（v₂-v₁），與碰撞前兩球的接近速度（v₁₀-v₂₀）成正比，比值由兩球的材料性質(zhì)決定，即

在閥門(mén)中，附加的試驗(yàn)系數(shù)是在壓力降增加到使流量停止（或接近于不再）增加的流量試驗(yàn)情況下測(cè)定的。這個(gè)系數(shù)稱之為閥門(mén)的恢復(fù)系數(shù)，因?yàn)檫@個(gè)系數(shù)值是衡量縮流和閥門(mén)出口之間總的壓力恢復(fù)的尺度，這個(gè)系數(shù)用符號(hào)K_m表示，并定義如下：

式中：△P_m—產(chǎn)生阻塞流時(shí)閥體上的壓力降，磅/平方英寸；

△P_vc—在阻塞流下閥門(mén)入口和縮流處之間的壓力降，磅/平方英寸；

P₁—閥門(mén)入口壓力，磅/平方英寸絕壓；

P₂—在阻塞流下的縮流處壓力，磅/平方英寸絕壓。

1、不同流量系數(shù)下的總壓恢復(fù)系數(shù)的測(cè)定

模型由進(jìn)氣道試驗(yàn)支架支撐，使模型入口位于試驗(yàn)段觀察窗附近。固定模型迎角和側(cè)滑角，通過(guò)安裝在進(jìn)氣道出口截面處的總、靜壓測(cè)量管測(cè)量進(jìn)氣道出口總、靜壓值。改變流量調(diào)節(jié)錐的位置，就得到與不同流量系數(shù)相對(duì)應(yīng)的總壓恢復(fù)系數(shù)。

2、喘振點(diǎn)的測(cè)量

進(jìn)氣道的喘振，是指進(jìn)氣道在亞臨界的某個(gè)工作狀態(tài)下，發(fā)生內(nèi)部氣流的不穩(wěn)定現(xiàn)象。在這種情況下，正激波在進(jìn)氣道管道內(nèi)外迅速地來(lái)回移動(dòng)，氣流會(huì)發(fā)生劇烈的振動(dòng)。對(duì)于超聲速進(jìn)氣道，流量小到一定程度時(shí)，可能發(fā)生進(jìn)氣道喘振，這個(gè)喘振點(diǎn)決定該進(jìn)氣道工作線的長(zhǎng)度，決定在各種工作狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作裕度。所以希望得到準(zhǔn)確的喘振流量。試驗(yàn)方法有兩種，都是在預(yù)計(jì)的喘振流量附近，以最小的步長(zhǎng)，一步一步地向喘振點(diǎn)逼近，并記錄每步的各種數(shù)據(jù)。一種方法是在不喘振的狀態(tài)，一步步地使進(jìn)氣道喘振起來(lái)。另一種方法是在進(jìn)氣道喘振狀態(tài)，一步步向停喘的方向移動(dòng)，直到進(jìn)氣道停止喘振。觀測(cè)喘振點(diǎn)的方法很多，可以直接從動(dòng)態(tài)測(cè)壓儀器上壓力值的激烈波動(dòng)來(lái)判斷喘振的發(fā)生，也可以用紋影儀觀察和拍照。如高速CCD相繼記錄喘振的脈動(dòng)頻率。

3、載荷分布測(cè)量

為了獲得進(jìn)氣道部件的載荷和外阻，在其內(nèi)表面沿軸向、徑向開(kāi)一系列測(cè)壓孔測(cè)量壓力，測(cè)量方法和模型表面壓力分布試驗(yàn)測(cè)量方法相同。

4、吸除流量測(cè)量

試驗(yàn)中采用吸除噴管吸除進(jìn)氣道唇口、斜板等處的邊界層。吸除的流量通過(guò)測(cè)得的總、靜壓值計(jì)算得到。

5、進(jìn)氣道進(jìn)口處機(jī)身邊界層厚度測(cè)量

為了確定兩側(cè)進(jìn)氣道邊界層隔道尺寸，需測(cè)量進(jìn)氣道進(jìn)口處機(jī)身邊界層厚度。測(cè)量方法是使用單點(diǎn)總壓探針測(cè)量，探針相對(duì)機(jī)身的移動(dòng)距離由控制裝置控制和記錄。

6、進(jìn)氣道出口流場(chǎng)測(cè)量

進(jìn)氣道必須滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作狀態(tài)下需要的流量。在進(jìn)氣道出口之后是流量的測(cè)量段，測(cè)量段要不止總壓測(cè)量和避免靜壓測(cè)量點(diǎn)。

（1）界面選擇

進(jìn)氣道和發(fā)動(dòng)機(jī)屬兩個(gè)單位管，要共同商定一個(gè)測(cè)量界面，大家都用這個(gè)界面測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行性能計(jì)算。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ARP1420中給出選定界面的4條原則：

a、氣動(dòng)界面定為進(jìn)氣道出口截面；

b、氣動(dòng)界面定在靠發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)，應(yīng)位于前支板、工作葉片排的前緣；

c、氣動(dòng)界面要躲開(kāi)吸氣、放氣等輔助氣流，測(cè)量結(jié)果是最終提供發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流；

d、氣動(dòng)界面上的測(cè)壓耙、測(cè)量?jī)x表等不影響性能測(cè)量。

（2）測(cè)壓耙排列

測(cè)壓耙的數(shù)量、排列形式，都由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商來(lái)定。使用哪個(gè)制造商的發(fā)動(dòng)機(jī)，就按這個(gè)制造商的標(biāo)準(zhǔn)要求做。每耙上的測(cè)量點(diǎn)可按等面積分布。

某研究介紹了在縮尺比為1：10的超聲速飛機(jī)軸對(duì)稱進(jìn)氣道幾何喉道附近的中心錐表面上，設(shè)置了槽寬為4倍當(dāng)?shù)馗矫鎸雍穸鹊奈劭p（圖1）。在自由流馬赫數(shù)2.1，攻角0°，以及在相同的結(jié)尾激波位置，或相同的尾錐位置，不同的附面層吸除量對(duì)進(jìn)氣道性能影響的初步研究結(jié)果。試驗(yàn)證明，在流量系數(shù)φ=0.90~0.94范圍內(nèi)，附面層吸除量只要用進(jìn)氣道捕獲流量的1%，進(jìn)氣道總壓恢復(fù)系數(shù)可比無(wú)附面層吸除時(shí)提高4%~5.8%；周向穩(wěn)態(tài)畸變降低10%~54%。

一個(gè)設(shè)計(jì)馬赫數(shù)為3.0的二元超聲速進(jìn)氣道在自由流馬赫數(shù)Ma_∞=1.973、2.037、2.293、2.557；攻角α=0°、10°；雷諾數(shù)為1.4×10⁶~2.38×10⁶時(shí)，實(shí)驗(yàn)研究了不同錐面附面層吸除槽寬度和不同槽出口面積對(duì)進(jìn)氣道性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在自由流馬赫數(shù)Ma_∞=2.293、2.557；攻角α=0°時(shí)，有附面層吸除同無(wú)吸除相比，進(jìn)氣道臨界總壓恢復(fù)系數(shù)分別提高0.04~0.07，并使亞聲擴(kuò)壓段進(jìn)口流場(chǎng)畸變大為改善，氣流分離大大減少，亞聲擴(kuò)壓段總壓恢復(fù)系數(shù)由無(wú)吸除時(shí)的0.9以下提高到有吸除時(shí)的0.94以上，在幾何喉道上游設(shè)置帶有一定寬度的附面層吸除槽縫，給予合適的吸除流量，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由超臨界向亞臨界節(jié)流，具有連續(xù)的氣動(dòng)特征，換言之，結(jié)尾激波系隨著反壓逐漸增加而穩(wěn)定地、連續(xù)地經(jīng)過(guò)吸除槽區(qū)到達(dá)進(jìn)口唇尖上游，相應(yīng)的總壓恢復(fù)系數(shù)變化是連續(xù)的。

另一個(gè)等熵錐進(jìn)氣道在喉道區(qū)設(shè)置了附面層吸除風(fēng)斗，風(fēng)斗進(jìn)口高度為喉道幾何高度的23%(見(jiàn)圖2)。在Ma_∞=3.0，α=0°時(shí)，進(jìn)行了等熵錐進(jìn)氣道有吸除和無(wú)吸除的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：有吸除的進(jìn)氣道臨界總壓恢復(fù)系數(shù)有明顯提高，無(wú)吸除時(shí)，臨界總壓恢復(fù)系數(shù)僅為0.4；而有吸除時(shí)，則為0.77。由此看出，高馬赫數(shù)(Ma_∞≥3.0)飛行的等熵錐進(jìn)氣道的附面層效應(yīng)十分突出，如不采用附面層吸除技術(shù)，進(jìn)氣道性能勢(shì)必嚴(yán)重下降。但是，這個(gè)等熵錐進(jìn)氣道采用的吸除風(fēng)斗進(jìn)口高度較大，吸除流量也大，如果把部分吸除流量用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壁面或作其他用途，則這樣的吸除流量也是合適的。 2100433B

1． 一般液體的Kv值計(jì)算

a． 非阻塞流

計(jì)算公式：Kv=10QL

式中： FL－壓力恢復(fù)系數(shù)，見(jiàn)附表

FF－流體臨界壓力比系數(shù)，F(xiàn)F=0.96－0.28

PV－閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓（絕對(duì)壓力），kPa

PC－流體熱力學(xué)臨界壓力（絕對(duì)壓力），kPa

QL－液體流量m/h

ρ－液體密度g/cm

P1－閥前壓力（絕對(duì)壓力）kPa

P2－閥后壓力（絕對(duì)壓力）kPa

b． 阻塞流

判別式：△P≥FL（P1－FFPV）

計(jì)算公式：Kv=10QL

式中：各字符含義及單位同前

2． 氣體的Kv值計(jì)算

a． 一般氣體

當(dāng)P2>0.5P1時(shí)

當(dāng)P2≤0.5P1時(shí)

式中： Qg－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體流量Nm/h

Pm-(P1 P2)/2(P1、P2為絕對(duì)壓力)kPa

△P=P1－P2

G －氣體比重（空氣G=1）

t －氣體溫度℃

b．高壓氣體（PN>10MPa）

當(dāng)P2>0.5P1時(shí)

當(dāng)P2≤0.5P1時(shí)

式中：Z-氣體壓縮系數(shù)，可查GB/T 2624-81《流量測(cè)量節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)安裝和使用》

3． 低雷諾數(shù)修正（高粘度液體KV值的計(jì)算）

液體粘度過(guò)高或流速過(guò)低時(shí)，由于雷諾數(shù)下降，改變了流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的流動(dòng)狀態(tài)，在Rev<2300時(shí)流體處于低速層流，這樣按原來(lái)公式計(jì)算出的KV值，誤差較大，必須進(jìn)行修正。此時(shí)計(jì)算公式應(yīng)為：

式中：Φ―粘度修正系數(shù)，由Rev查FR－Rev曲線求得；QL－液體流量 m/h

對(duì)于單座閥、套筒閥、角閥等只有一個(gè)流路的閥

對(duì)于雙座閥、蝶閥等具有二個(gè)平行流路的閥

式中：Kv′―不考慮粘度修正時(shí)計(jì)算的流量系

ν ―流體運(yùn)動(dòng)粘度mm/s

FR －Rev關(guān)系曲線

FR-Rev關(guān)系圖

4． 水蒸氣的Kv值的計(jì)算

a． 飽和蒸汽

當(dāng)P2>0.5P1時(shí)

當(dāng)P2≤0.5P1時(shí)

式中：G―蒸汽流量kg/h，P1、P2含義及單位同前，K－蒸汽修正系數(shù)，部分蒸汽的K值如下：水蒸汽：K=19.4；氨蒸汽：K=25；氟里昂11：K=68.5；甲烷、乙烯蒸汽：K=37；丙烷、丙烯蒸汽：K=41.5；丁烷、異丁烷蒸汽：K=43.5。

b． 過(guò)熱水蒸汽

當(dāng)P2>0.5P1時(shí)

當(dāng)P2≤0.5P1時(shí)

式中：△t―水蒸汽過(guò)熱度℃，Gs、P1、P2含義及單位同前。2100433B