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年第卷第期测试技术学报
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高压喷嘴流量系数的实验测定
栗保明黄新华
南京理工大学
摘要本文提出了一种测定高压喷嘴流量系数的新型测试系统, 利用这套测
试系统可以测定高压液流通过不同类型喷嘴, 喷入具有一定反压的气体环境中
喻嘴的流量系数本文礼供了部分实验结果实验表明, 这套测试系统具有很
好的实用价值
关键词流量系数喷射喷嘴
引言
在再生式液体发射药火炮中, 采用了各种类型的喷口, 主要有圆柱形直喷嘴、环形
喷口、齿形喷口、齿环形喷口等如何确定喷口流量系数对于控制内弹道性能的稳定性是
极其重要的实验表明, 实际流量系数较理论预估的流量系数高得多〔’〕, 这是由于理论模
型无法描述在喷嘴内液体流动与压力瞬变的关系, 同时, 射流喷射过程中各种可能的损
、
失入口损失、摩擦损失惯性损失以及喷嘴内的流动分离无法进行合理的描述, 其
结果导致预估的流量系数平均值小于实际值因此, 实验煎〕定各种喷口的流量系数是软
必要的本文提出一种测定高压液汽喷入有反压气体环境喷口流是系数的实验方法, 这
种方法也考虑了高压条件下液体的可压缩性实验表明, 这套测试系统的工作稳定性很
高, 同时该测试方法可适用于其它行业所用喷嘴流量系统的测定
测试系统
测试原理是利用一个差动放大活塞, 固体火药燃烧室中的燃气通过活塞压力加以放
大, 压缩贮液室中的液体, 液体压力迅速升高, 膜片打开, 液体通过喷嘴喷入具有一定
反压的气体环境中液体喷射经过短暂的瞬变过程, 迅速趋于稳态过程通过所测量的
·
喷嘴入口处液体压力、活塞运动位移、速度, 即可处理出喷嘴的稳态流量系数
通过变化固体火药药型以及药量, 液体压力可以大幅度调整, 最大工作压力达到
, 密闭气室最大反压为通过转接头可以测定不同类型的喷口在最大工作
压力下, 直径、喷嘴喷射持续时间最长为, 其测试系统如图所示
实验数据处理方法
流量系数。指出流时实际流量。与理想流量。。的比值理想流量相当于喷口截
测试技术学报年第期
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图测试系统
一注射本体一点火塞头一观察室刁一活塞一喷嘴
·
测压系统月、一低、高压传感器一电荷放大器一瞬态己录仪。一计算机
测位移、速度系统一口型光纤传感器负一光线示波器一兹洲己录仪。一单板机一信号处理机
摄影系统一低压传感器几一电荷放大器几一精密延时器自一高压电源几一火花光源, 一底片盒
面全部利用和液体流出毫无损失时流量, 可用稳态伯努利方程表示。的数学表示式为
断札一一
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式中, 。, 为射流的实际速度, 为射流的断面积。。为射流的理想速度。为喷口
￡, 厚、。
, 户口一,
面积为射流收缩系数为喷嘴入处液体压力密度为射流喷入的气体环
境的反压
当贮液容器本身能促成流向喷口的流束引直, 或是喷口具有外导管嘴, 射流收缩是
最不完善的对于我们所测量的各类高压喷嘴, 射流收缩可以忽略图是所拍摄的高
速稳态射流的阴影照片由图可见, 射流出口直径与喷嘴直径相同, 因而￡二
图射流的阴形照片
总第期高压喷嘴流量系数的实验测定栗保明等