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时间：2021-11-23
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1、变截面管流一变截面管流（一）介绍气流速度与截面积的关系气体在收敛管内的流动气流速度与截面积的关系气体在收敛管内的流动2/40上式就是用微分形式表达的一维定常变截流的基本方程。它说明：1.亚音速流（＜1）＜0，所以dC与dA异号，这说明速度变化与截面积变化的方向相反。在亚音速范围内，欲使管道内气流速度逐渐增大(dC＞0)，则管道的截面积必须逐渐减小(dA＜0)，即必须用收敛形管道(见图2—5—1a)；欲使气流速度减小(dC＜O)，则管道的截面积必须逐渐增大(dC＞0)，即必须用扩散形管道(见图2—5—1a)。上式就是用微分形式表达的一维
2、定常变截流的基本方程。它说明：2．超音速流(M＞1)＞0，即dC与dA同号，速度变化与截面积变化的方向相同；因此，超音气流在变截面管道内流动时，气流速度与截面积之间的关系刚好和亚音流的情况相反。在由音速范围内，欲使管道内的气流速度逐渐减小(dC＜0)，则管道的截面积也必须逐渐减小(dA＜0)，即必须用收敛形管道；欲使气流速度逐渐增大(dC＞0)，则管道的截面积也必须渐增大(dA＞0)，即必须用扩散形管道。由此可见，由于气流压缩性的影响，要使亚音速气流加速，管道截面积应该逐渐收缩；而要使超音速气流加速，管道截面积应该逐渐扩张。因此，要使
3、气流从亚音速加速到超音速，管道形状就应该是先收缩后扩张的，如图2—5—2所示。亚音速气流先在收缩段中加速，在最小截面处达到音速，然后在扩张段中继续加速成超音速气流。通常把最小截面叫做喉部。这种先收缩后扩张的管道称缩扩管，又叫拉瓦尔管。二、气体在收敛管内的流动根据上述，亚音速气流流过收敛形管时，气流速度不断增大，同时，气体的温度、压力和比重相应地减小，如图2—5—3所示。在发动机上，常采用收敛形管来使亚音速气流不断加速，故这种管道叫收敛喷管或收缩喷管。(一)收敛形管出口气流速度及其影响因素在等熵绝能流动中，喷管各截面上的总温和总压都相同
4、，都等于喷管进口截面上的气流总温和总压，我们以注脚1表示喷管出口的气流参数，以注脚0表示进口截面的气流参数，则有在绝能流动中，能量方程可写成因此自公式(2—5—3)可以看出，喷管出口截面积处的气流速度是随进口处气体的总温()和进出口压力比的增大而增大的。当管道进出口压力比一定时，管道进出温度比也就一定。进口处气体的总温越高，则温度降()越大，有更多的焓转变为动能，因而管道出口截面处的气流速度越大；反之，进出口处气体的总温越低，则管道出口截面处的气流速度越小。当进口处气体的总温一定时，管道进出口压力比越大。说明气体在流动过程中膨胀得越厉
5、害。这样，就可以把更多的焓转变为动能，因而管道出口截面处的气流速度越大；反之，管道
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