·454· 北京科技大学学报 1998年第5期 压孔的位置应处于流线上静压强稳定的位置时，可认为流速系数C,≈1， 此外，由于喷射沉积时的雾化气体压力较高，气体出口速度可达到亚音速的水平，此时还 要考虑皮托管驻点前气流密度的变化，设驻点温度为T。,根据能量方程可得： 1+1+w: 2c,T (4) 式中，c,为气体等压比热容；M为当地马赫数，即气流速度与当地音速的比值；y为气体绝热指 数. 进而有： g=[l+2w户 (5) 对于亚音速流动，(y-1)M2/2<1,上式展开得： -p-mg[1+年+w+-r+若+4w+] (6) 实际计算中，上式展开3项即可. 计算表明，当0.2时，上式可近似地按不可压流体处理，即式(2)，且误差小于1%.否 则，需分别测定总压及静压，用数值方法求解(6)式得到ⅴ的近似数值解. 2 测量及计算过程 基于以上测量原理，在喷嘴正下方加装三向导轨，精确调整皮托管头部位置，使雾化锥轴 线与皮托管头部进气通道轴线重合，皮托管尾端接测压计分别测量总压及静压，气体分别选 用空气与纯净氨气（纯度99.99%），压力采用4×102,6×102,8×102,1×103kPa,在0-250 mm之间移动导轨，在80mm内每隔4mm取样1次，80mm之后适当放宽. 根据式(2)，(6)对所测结果进行计算，采用二分法的数值方法计算ⅴ值，计算结果如图 2(a)、图2(b)所示. 180 (a) 0.4MPa 180 (b) 0.4MP ▲0.6MPa ▲0.6MP 140 ●0.8MPa 140 .0.8MPa ■I.0MPa ■1.0Mfa 100 100 60 60 *… 20 20 050 100150200250300 02060100140180220 轴向距离/mm 轴向距离/mm 图2气体介质流场，（空气，(b)纯氨气 3神经网络数值模拟 文献[]中给出了v.="xp-八)的拟合公式，式中，A为一常数，：为喷射距离，v与 "分别为气流速度及气流出口速度.该公式除了前面提到的误差之外，因没能提出系数与雾. 4 5 4 . 北 京 科 技 大 学 学 报 19 9 8年 第 5期 压孔 的位置 应处于流 线上静 压 强稳 定 的位置 时 , 可 认为流 速系 数 C 二 1 . 此 外 , 由于 喷射 沉积 时 的雾化 气体 压力 较高 , 气体 出 口 速 度 可达到 亚音 速的水平 , 此时还 要 考虑皮 托 管驻 点前 气流 密度 的变 化 〔2 , . 设驻 点温度 为 兀 , 根 据 能量方程 可得 : 工 、 , 2 , , _ 1 U 1 . , _ 1 . 1 1 1 、 1 了 2 — ~ l 宁 — ~ 1 宁 ! — . J 竹 T Z心T ’ 2 ` ( 4 ) 式 中 , 。 , 为气 体等 压 比热容 ; M 为 当地 马赫数 , 即气流 速度 与 当地 音速 的 比值 ; y 为气 体绝 热指 数 . 进 而有 : 鱼 _ ! ; 、 库当M 2 1六 P L 、 2 ] ( 5) 对于 亚音 速 流动 , 印 一 l) M , / 2 < 1 , 上式展 开得 : 刀矿 「 1 . 矿 一2 二 乙 . 1 4 . … 1 _ 1 _ _ _ 2 「 , . 耐 . , 2 一 y 、 . , 4 . _ _ _ 1 P n 一 P = 一下丁一 l 且 下 下不 下 气一兀百一夕 1牲 甲 一 l = 万 P v 1 1 , ~ 二一 卞 气一二丁一 夕Ju 一 ’ 二 1 L O夕 乙 L 片 ` 峙 」 乙 L 兮 乙 件 」 实际计算 中 , 上式 展 开 3 项 即可 . 计算 表 明 , 当 凡仁0 .2 时 , 上 式可 近 似地 按不 可 压 流 体处 理 , 即 式 ( 2) , 且 误 差小 于 1% . 否 , 需 分别测 定 总压 及静压 , 用数值方法 求解 ( 6) 式得到 V 的近似数值 解 . 测量及计算过程 基 于 以 上测 量原 理 , 在喷 嘴正下 方加装 三 向导轨 , 精确调 整皮托 管头部位置 , 使雾化 锥轴 线 与皮 托 管 头部 进气 通 道 轴线 重合 . 皮托 管尾 端接 测压计 分别 测量总 压及 静压 . 气体分别 选 用 空气 与纯 净 氮气 ( 纯度 9 9 . 9 9 0, ) , 压 力采 用 4 x 一。 , , 6 x 1 0 , , 5 x 10 , , 1 x l o 3 k p a , 在 。一 2 5 0 m m 之 间移 动导 轨 , 在 80 ~ 内每隔 4 m m 取样 l 次 , 80 ~ 之后适 当放 宽 . 根 据 式 户 ) , (6 ) 对所 测 结 果 进行 计 算 , 采 用二 分 法 的数 值方 法计 算 v 值 , 计 算 结果 如 图 2 ( a ) 、 图 2 ( b) 所 示 · , 0 . 4 一 0 . 6 . 欣 8 . 1 . 0 10。 }、 、 李 二 一 0 . 4 M P a ▲ 0 石州田a . 仓 S M P a . l . OM P a 石n 八nU 4 召卫 . 几勺且. 之:=i.’ ” ’ . ~ 、 , , 0 2 0 , ` ::: {班{{{{{{;;;: ǎ 一l 二aMP à 、日器 ,舜 公俨 ,. 40806 一场 · àù 昌日解 6020 0 50 ] 0 0 15 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 轴 向距离八 11 111 6 0 1 0 0 14 0 1 80 2 2 0 轴向距离 /m 「 n 图 2 气体介质流场 , ( a) 空气 , ( b) 纯氮气 3 神经网络 数值模拟 文 献 l[ ] 中给 出了 v g 一 , c xl t ex 试 一 玖 ) 的拟 合公 式 , 式 中 , 又为一常数 , “ 为喷射距离 , ” g与 vicx t分 别 为气流 速度 及气 流 出 口 速度 · 该公 式除 了 前 面提 到 的误 差之 外 , 因没 能提 出系数与雾