冲击式小型气动马达喷嘴流量特性分析

　　冲击式小型气动马达的叶轮机械中,喷嘴结构一般采用叶栅的形式,即由2个相邻的静叶片和上下2块隔板组成, 流道结构见图1。

　　假设气体为理想气体, 在喷嘴中气流的速度远大于气体与外界进行热交换的速度, 气体流经喷嘴所造成的能量损失远小于它具有的总能量,即可认为气体在喷嘴中流动时来不及与外界进行热交换,故可将该热力过程简化为绝热过程;若不计流动中的摩擦损失, 该能量转换过程为等熵过程[ 3 ] 。

　　设喷嘴的几何面积为A1 ,上游绝对压力为p0 ,下游绝对压力为p1 ,上游的绝对温度为T0 ,于是通过喷嘴的质量流量qm 为　qm = KAe p0φ(σ) / RT0 (1)

　　式中: K = 2κ(κ- 1) ,κ为绝热指数; Ae =μA1 为有效面积;μ为有效面积系数; R 为气体常数; 体积流量qV 为

　　qV = 7. 567 ×Ap 0φ(σ) 293 /T0 ×10- 3 (2)式(1)和(2)中的φ(σ)和σ分别定义为　φ(σ) =σ2 /κ -σ(κ+ 1) /κ 0. 528 <σ≤10. 258 8 0≤σ≤0. 528(3)　σ = p1 / p0 (4)对于空气, R = 287 N·m·kg- 1·K- 1 ,κ = 1. 4, K =21646,σ3 = 0. 528。