- 热工基础及流体力学(第二版)
- 卢改林 高红斌 马小霞主编
- 515字
- 2021-10-29 21:11:10
第二节 喷管和扩压管中的流动特性
喷管是获得高速流体的一种设备,扩压管是获得高压流体的一种设备。下面介绍喷管和扩压管的流动特性。
一、流速变化与状态参数的关系
对于气体在管道中的可逆绝热流动,由稳定流动能量方程、和a=,可得:在喷管中,速度增大,必然导致焓值降低、温度降低、比体积增加、压力降低、当地音速降低;在扩压管中,速度降低,必然导致焓值增大、温度升高、比体积降低、压力升高、当地音速升高。上述结论同样适用于水蒸气在管道中的可逆绝热流动。图5-1所示为喷管中各参数的变化情况。
图5-1 喷管中各参数的变化情况
二、管道截面积变化规律
管道截面积变化与工质速度变化之间的关系如下
对于喷管,dc>0。当Ma>1,则dA>0,为渐扩喷管;当Ma<1,则dA<0,为渐缩喷管。在其渐缩部分,工质作亚音速流动;在其渐扩部分,工质作超音速流动。对气流由亚音速连续增加至超音速时要做成缩放喷管,或称为拉伐尔喷管。两部分的连接处也是喷管的最小截面,称为“喉部”。此时Ma=1,则dA=0,工质处于临界状态,相应的参数称为临界参数,如临界压力pcr、临界温度Tcr、临界流速ccr、临界焓hcr等。
扩压管的截面积变化规律和喷管正好相反。喷管和扩压管的截面积变化规律见表5-1。
表5-1 喷管和扩压管的截面积变化规律