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p_cr、临界温度T_cr、临界流速c_cr、临界焓h_cr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