当前位置：文档之家 › 第四章喷管

第四章喷管

  • 格式：ppt
  • 大小：780.00 KB
  • 文档页数：23

下载文档原格式

  / 23

合集下载

燃气涡轮发动机第4~6章讲义

燃气涡轮发动机第4~6章讲义

燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
4．2 涡轮风扇发动机
4．2．1工作原理及特点
涡轮风扇发动机有内涵和外涵两个通道。空气经过风扇之后分成
两路：一路是内涵气流，经低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压
涡轮、低压涡轮，燃气从喷管排出；另一路是外涵气流，风扇后空气
经外涵道直接排入大气或同内涵燃气一起在喷管排出。也就是说，涡
涡扇发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行
速度和飞行高度的变化规律称为：流过内涵的空气流量、单位推力和涵
道比。影响燃油消耗率的因素有：油气比、单位推力和涵
道比。
燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
这里转速特性所指的发动机转速是高压转子转速，推力随转速的增大 而一直增大；燃油消耗率随转速增大开始降低得较快，后来下降缓慢， 到接近最大转速时有所增加（见图4-5）。
分别组成低压转子和高压转子，它们在各自的转速下工作。两个转子
会随着各自负荷的变化自动地调整其转速。双转子与单转子发动机相
比有以下优点：
-双转子可使压气机在更宽的范围内稳定工作，是防喘的有效措施；
-双转子的压气机具有更高的增压比，可以产生更大的推力；
-双转子在发动机低转速下具有较高的压气机效率和较低的涡轮前总 温，在低转速工作时，燃油消耗率比单转子发动机低得多；
燃气涡轮发动机：第四章 发动机特性
4．1．3发动机的特性
1．民航发动机常用的工作状态 -最大起飞工作状态，不使用喷水时批准使用的最大起飞推力，该推
力级别使用有时间限制，仅用于起飞； -最大连续工作状态，这是批准发动机连续使用的最大推力，为延长
发动机寿命，这个级别推力在驾驶员的判断下保证安全飞行使用； -最大巡航工作状态，巡航时批准使用的最大推力； -慢车工作状态，这是发动机能够保持稳定工作的最小转速，用于在

喷管

喷管

干饱和蒸汽： k 1.135
1.035 0.1x
§5.2 工质在喷管中的定熵流动
一、声速和马赫数 从物理学可知，声速是微弱扰动波在连续介 质中的传播速度，用符号ca表示，常可将该过 程看作是定熵过程。在状态参数为p、v的工 质中，声速的计算式为
P ca s

kpv理想气体Fra bibliotekkRgT
把气流中任一截面上工质的流速c与当地声 速的比值称为马赫数，用符号M表示。即
c M ca
根据M的大小，流动可分为
M 1 M 1 M 1
亚声速流动 声速流动 超声速流动
二、气体在喷管和扩压管中的定熵流动 利用上述绝热稳定流动的三个基本方程，通 过理论推导，可得到以马赫数为参变量的截 面积与流速变化的关系：
2）对于气体等可压流，流速的变化取决 于截面和比体积的综合变化。
二、能量方程
1 2 2 q (h2 h1 ) (c2 c1 ) g ( z2 z1 ) wsh 2
1 2 1 2 1 2 h1 c1 h2 c2 h c const 2 2 2
c 2 2h
• 在缩放喷管中，流体流经喉部处截面时的流 速是M＝1的当地声速流动，也称为临界截面。 临界截面上的参数称为状态参数，用下标cr表 示，如临界温度Tcr、临界压力pcr、临界比体 积vcr等等。
ccr ca,ct kpcr vcr
§5.3 喷管的计算
目录
cdc dh
dh vdp
dq dh vdp 0
vdp cdc
凡是用来使气流将压增速的短管称为喷管，用来使气流增压 减速的短管称为扩压管。
三、过程方程式

内燃机学 第四章

内燃机学 第四章
由于pmik＞pmi0，上式最 终的结果是大于1的 – 增压后充气系数略有提高
ηmk ηm0
p mmk 1 p mik p mm0 1 p mi0
将pmmk≈pmm0以及定义式 pmm0=pmi0(1-ηm0)代入后
φck Tb 0.25 φc0 T0

2、增压内燃机性能的估算
– 降低进气门处的流动损失，

1. 降低进气门处的流动损失 – 进气门座处的流通截面， 是进气流道中截面最小、 流速最高的地方，该处的 局部阻力最大，与阻力系 数ξ有关和该处的流动速 度vs的平方成正比，即
可以从降低气门座处的流 速和改善气门座处的流动 情况以提高流量系数入手 解决。过高的气体流速， 会发生气体阻塞现象。 – 定义平均进气马赫数Ma 2 D Cm vs Ma d μ c cs s sm s
排气提前角 90 75 P/MPa 40 P/MPa 60 n = 3400rpm 3200 2800 2400 2000
上止点Βιβλιοθήκη 下止点活塞行程活塞行程
平均排气损失压力
平均进气损失压力 n

六、充量系数分析式
– 进气门关闭时（以下标a表
七、提高充量系数的措施
– 在发动机的结构确定的前
示）缸内气体的总质量为 ma ＝ m1 + mr ＝(1 + φr)m1
– 经济性能指标（有效燃油
的过量空气系数保持不变的情 况下，有
消耗率）
1 be ηit ηm
Pek ρsk ηitk φck ηmk Pe0 ρs0 ηit0 φc0 ηm0 b ek ηit0 ηm0 b e0 ηitk ηmk
下表“0”和“k”分别表示增压前 后的参数

西南科技大学《热工基础及流体力学》期末考试复习

西南科技大学《热工基础及流体力学》期末考试复习

热工基础及流体力学第一章 气体的热力性质（名词解释）1.工质：实现能量传递与转换的媒介物质 。

2.热力学系统：热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象，称为热力系统，简称热力系或系统。

3. 热力系分类：①封闭热力系（与外界有能量传递,无物质交换的系统。

系统的质量恒定不变）②开口热力系：（与外界有能量、物质交换的系统，系统的质量可变）③绝热热力系（与外界没有热量交换的系统）④孤立热力系：（与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统）4.热力状态：工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性，称为热力学状态，简称状态。

5. 状态参数：描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数，简称状态参数。

基本状态参数：温度（T ）、压力（p ）、比体积（v ）导出状态参数：热力学能（U ）、焓（H ）、熵（S ）6. 理想气体：是指状态变化完全遵循波义耳-不占体积的质点，分子之间没有相互作用力。

7. 热力学能：指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。

包括了：①内动能:分子热运动的动能。

②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。

第二章 热力学基本定律（填空+计算（卡洛循环）+名词解释） 1.准平衡过程：过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为 准平衡过程，或准静态过程 。

2. 可逆过程：如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为 可逆过程。

反之,则称为不可逆过程 。

(可逆过程是一个理想过程，可逆过程的条件：可逆过程= 准平衡过程 ＋ 无耗散效应）。

3.关系：准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化，而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。

可逆过程必然是准平衡过程，而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。

4.热力学第一定律：实质就是热力过程中的能量守恒定律。

化工热力学第四章热力学第一定律及其应用课件

化工热力学第四章热力学第一定律及其应用课件

400
2.0
23.80J mol 1K 1
化工热力学 第四章 热力学第一定律及其应用
熵变为正值。对于绝热过程，环境没有熵变，因而孤立体系 熵变也为正值，这表明节流过程是不可逆的。此例说明，第三章 的普遍化关联法也可以应用于节流过程的计算。
化工热力学 第四章 热力学第一定律及其应用
例 4—3 300℃、4.5 MPa乙烯气流在透平机中绝热膨胀到 0.2MPa。试求绝热、可逆膨胀（即等熵膨胀）过程产出的轴功。 （a）用理想气体方程；（b）用普遍化关联法，计算乙烯的热
即：
能入 能出 能存
封闭体系非流动过程的热力学第一定律：
U Q W
化工热力学 第四章 热力学第一定律及其应用 第一节
§4-2 开系流动过程的能量平衡
开系的特点： ① 体系与环境有物质的交换。 ② 除有热功交换外，还包括物流输入和 输出携带能量。
开系的划分： ➢ 可以是化工生产中的一台或几台设备。 ➢ 可以是一个过程或几个过程。 ➢ 可以是一个化工厂。
化工热力学 第四章 热力学第一定律及其应用
例 4—2 丙烷气体在2MPa、400K时稳流经过某节流装置后 减压至0.1MPa。试求丙烷节流后的温度与节流过程的熵变。
[解] 对于等焓过程，式（3—48）可写成
H
CP T2 T1
H
R 2
H1R
0
化工热力学 第四章 热力学第一定律及其应用
已知终压为0.1MPa，假定此状态下丙烷为理想气体，
S
C* pms
ln T2 T1
R ln
P2 P1
S1R
因为温度变化很小 ，可以用
C* pms
C* pmh
92.734J
mol 1

飞机发动机原理与结构—喷管

飞机发动机原理与结构—喷管
⑦ 生p激b波降；低到某一数值，出口截面气流压力恰好等于反压，出口不再产
⑧ pb再降低，出口截面处气流压力大于反压，喷管外产生膨胀波。
超音速喷管气流流动
2.5.1 喷管
2、收敛-扩张形喷管气流流动状态 收敛-扩张形喷管气流流动状态的类型 ： （1）亚音速流态 （2）管内产生激波的流态； （3）管内产生斜激波的流态； （4）管外产生膨胀波的流态。
超音速喷管
A Acr
1
q
2.5.1 喷管
2、收敛-扩张形喷管气流流动状态
超音速喷管进、出口气流
p* 4
pb
实现超音速流动的条件：
✓ 喷管有一定的面积比； ✓ 气流总压和出口的反压有一定的关系。
A Acr
1
q
面积比：指的是缩－扩形喷管中, 任意一个 截面的面积与临界截面的面积之比 （正常 情况下喉道为临界状态）
2.5.1 喷管
2.5.1 喷管概述
3. 收缩喷管的三种工作状态 （1）亚临界工作状态
b
p4 pb
p4 pcr
1.85
• 实际落压比等于可用落压比, 而且随着反压的降低, 通过喷管的质量流量不 断的增加；
• 出口气流马赫数小于1，出口静压=反压，属于完全膨胀。
2.5.1 喷管
3. 收缩喷管的三种工作状态
• 不完全膨胀, 实际落压比小于可用落压比；
• 当来流总压和总温不变时, 通过喷管的质量流量不随反压的变 化而变化, 达到最大值 。
2.5.1 喷管
1、超音速喷管的结构和工作原理 结构：先收敛后扩张形的管道； 工作原理：燃气进入收敛段，
速度增加，静压降低；在可用落 压比足够大的情况下，到达喉部 时速度可增大至当地声速，燃气 离开喉部进入扩散段，速度仍不 断增加，加速达到音速。

喷管实验指导书(西安交通大学)


qm qm ,max 。气流在喷管中膨胀不足，流出喷管后将自由膨胀，从 p2 pcr 降至 pb 。这部分
压降无相应的渐扩通道引导，不能增加流速，而是在自由膨胀中不可逆地损耗了。管外的自 由膨胀已不遵守定熵流动规律，以图 3-1 中波形曲线 5 示意。 本实验所用工质为空气， 利用真空泵制造一低于大气压力的喷管背压， 使空气流经实验 管道及渐缩喷管。改变背压 pb ，测定喷管出口截面压力 p2 和流量，通过 5 个工况的实验测 试和分析讨论，达到巩固、理解教材及上述原理的目的。
3.2 缩放喷管流动的自动化测量实验
3.2.1 实验目的
1) 2) 3) 熟悉缩放喷管的实验原理和自动化测量原理； 学习喷管实验的数据采集、处理的基本过程； 根据自动采集、显示的实验结果，分析讨论缩放喷管的设计工，气体流经缩放喷管能够完全膨胀，喷管各截面压力变化如图 3-5 中的曲线 1 所示。此时，最小截面的压力为临界压力 pcr、气流速度达到临界流速 ccr、流量为设计流 量。在渐扩段转入超音速流动。喷管出口截面压力 p2 pb 背压 pc （设计出口压力） 。
pb pcr cr pb pcr cr pb pcr cr
3
4
5
pb pcr cr
0.30
3.1.7 思考题
1）在估定渐缩喷管临界压力时，除通过调节背压保持流量不变方法外，是否还有其它方法 可用于确定临界压力？ 2）采用什么方法使测压探针的静压孔处在渐缩喷管出口截面位置？
p cr

图 3-1 渐缩喷管中的压力分布图 1—p2 = pcr 的情况；2、3、4—p2>pcr 的情况；5—p2<pcr 的情况 当背压 pb pcr 时， 气体流经渐缩喷管的出口截面压力 p2 pb pcr ， 流速 c f 2 ccr ， 流 量达到最大即 qm qm ,max ，气流在渐缩喷管内充分膨胀，压力变化如图 3-1 中曲线 1 所示。 当背压 pb 小于 pcr 时，根据工程热力学教材中对定熵流动的分析，在截面积单纯收缩的 渐缩喷管中， 出口截面压力 p2 不能降至 pcr 以下， 所以在喷管出口截面仍有 p2 pcr ， c f 2 ccr ，

喷管(课堂PPT)

在缩－扩形喷管出口建立超音速流的条件有两个, 这就是: 要满足面积比公式 和压力比公式
超音速喷管是一个( )的管道
A、圆柱形 B、扩张形
C、收敛形 D、先缩敛后扩张形
D
超音速缩扩形喷管的工作状态有( )
A、亚音速流动工作状态 B、管内产生激波的工作状态 C、管外产生斜激波的工作状态 D、管外产生膨胀波的工作状态
出口静压等于反压, 而且都等于临界压力是完全膨胀
实际落压比等于可用落压比, 都等于临界压比, 这时, 当来流总压和总温不变时, 通过喷管的质量流量达到 最大值
所以我们定义: 喷管出口反压等于气流的临界压力, 喷 管出口处气流的速度等于音速的工作状态称为临界工 作状态
C、超临界工作状态
当:
π*b
p*4 pb
喷管处于亚临界工作状态喷管内和喷管出口处气流的速度全部为亚音速气流的工作状态称为亚临界工作状态通过喷管的质量流量达到最大值喷管出口处气流的速度等于音速的工作状态称为临界工作状态是不完全膨胀通过喷管的质量流量不随反压的变化而变化喷管出口反压小于气流的临界压力喷管出口处气流的速度等于音速的工作状态称为超临界工作状态
A、排气管和喷口 B、整流锥和喷口 C、中介管和喷口 D、导流器和旋流器
AC
亚音速喷管的喷口位于：
A、排气管之前 C、扩压器之前
B、排气管之后 D、扩压器之后
B
燃气涡轮喷气发动机喷管的实际落压比 是：
A、 喷管进口处的静压与出口处的总压之比 B、喷管进口处的静压与出口处的静压之比 C、喷管进口处的总压与出口处的总压之比 D、喷管进口处的总压与出口处的静压之比
1、亚音速流态: 当p* ＞ pb ≥ pb1时,
缩－扩形喷管内全为亚音速流, 同时Mae＜１。是完全膨胀状态。

热工基础(张学学 第三版)复习知识点


式
数间的关系
交换的功量
w /( J / kg) wt /( J / kg)
交换的热 量
q /(J / kg)
定容 v 定数 定压 p 定数 定温 pv 定数
定熵 pvk 定数
v2

v1;
T2 T1

p2 p1
p2

p1
;
T2 T1

v2 v1
T2
T1;
p2 p1

v1 v2
p2 p1
1.理想气体：理想气体分子的体积忽略不计；理想气体分子之间
无作用力；理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性
碰撞。
2.理想气体状态方程式（克拉贝龙方程式）
PV mRgT
其中 R 8.314J /(mol K )，
或 PV nRT
RgΒιβλιοθήκη R M3.定容比热与定压比热。
定容比热 cV
wt

1 2
c f
2

gz

ws
当 p2v2 p1v1 时，技术功等于膨胀功。
当忽略工质进出口处宏观动能和宏观位能的变化，技术功就
是轴功；且技术功等于膨胀功与流动功之差。
在工质流动过程中，工质作出的膨胀功除去补偿流动功及宏
观动能和宏观位能的差额即为轴功。
7.可逆过程的技术功：
wt


2
vdp
6.边界：系统与外界的分界面。
7.系统的分类：
（1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。
（2）开口系统：与外界有物质交换的系统。
（3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。
（4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）

汽车构造 第四章 汽油机供给系


2．可燃混合气成分对发动机性能的影响（图4-4）
因为α >1时混合气中，有适量较多的空气，正好满足完全燃烧的条 件，此混合气称为经济混合气，对于不同的汽油机经济混合气成分 不同，一般在 α =1.05～1.15 范围内。当α 大于或小于1.05～ 1.15时，be（油耗率）↑，经济性变坏。 当α = 0.88时，Pe最大，因为这种混合气中汽油含量较多，汽油分 子密集，因此，燃烧速度最高，热量损失最小，因而使得缸内平均 压力最高，功率最大，此混合气称为功率混合气。对不同的汽油机 来说，功率混合气一般在 α =0.85～0.95 之间。 α >1.11的混合气称为过稀混合气，α <0.88的混合气称为过浓混合 气，混合气无论过稀过浓都会使发动机功率降低Pe↓，耗油率增加 be↑。
α
∆Ph/kPa
现在让我们看看简单化油器特性。
节气门由小→大，混合气由稀变浓α ↓ 怠速时也供给稀混合 气，与理想化油器特性截然相反，这就与发动机实际工作的要求发 生也矛盾，它只能满足汽油机的一种工况，而其它工况都不适应， 因此，简单化油器在车用汽油机上不能使用。
为了解决这一矛盾，在现代化油器结构上，采用了一系列自动 调配混合气浓度的装置，其中包括主供油系统、起动系统、怠速系 统、大负荷加浓系统（省油器）和加速系统，以保证车用汽油机在 各种工况下都能供给适当浓度的可燃混合气。
（3）全负荷工况-要求发出最大功率Pemax，α =0.85～0.95量多.
汽车需要克服很大阻力（如上陡坡或在艰难路上行驶）时，驾驶员 往往需要将加速踏板踩到底，使节气门全开，发动机在全负荷下工 作，显然要求发动机能发出尽可能大的功率，即尽量发挥其动力性， 而经济性要求居次要地位。故要求化油器供给Pemax时的α 值。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

? 常等熵流动问题来考虑，其具体假设条件为：
?
由于燃气的轴向流动速度分量大大地超过横向流动速度，认
? 为喷管横截面上的气动参数（速度、压强、密度和温度）的分布
? 是均匀一致的，可按喷管横截面上的平均值表示，且其值不随时
? 间变化；
?
燃烧产物为均质的、组成不变的理想气体；
?
燃气在喷管中为绝热、无磨擦的等熵流动。
（4）外界反压对喷管流动的影响
拉瓦尔喷管是亚声速流连续膨胀加速到超声速流的几何条件， 但它仅是一个必要条件；为了实现亚声速流向超声速流的连续变化， 还必须满足力学条件：喷管两端必须保持一定的压差。
下面分析外界反压（外界环境压
强Pa）对喷管流动的影响。燃气在喷
p0
管中流动会出现以下几种状况：
pe pa pe pa
d (V 2 ? H ) ? 0 2
上式表明在一维定常绝能流动中，气体的焓 和动能可以互相转
换，但其总和保持不变。此式对有无磨擦的 情况都是适用的。
（4）补充方程
状态方程：
p ? ? RT
等熵方程：
p
? k ? Const
或
dp ? k d? p?
故完全气体在喷管中的一维定常等熵流动的控制方程为：
?
在导弹发动机中通过喷管实施推力大小和方向的调节与控制。
?
目前火箭发动机中最常用的是几何喷管，它是依靠喷管本身特殊
的几何形状来实现以上功能的。
?
本章主要讨论燃气在几何喷管中流动的基本规律，它是研究火箭
发动机性能参数的主要理论基础。
? 1. 流动假设
?
实践证明，燃气在喷管中的流动可简化为理想气体的一维定
（1）喷管截面变化对流速的影响
由连续方程： d ? ? d V ? d A ? 0
?
V
A
由动量方程： M 2 d V ? d ? ? 0
V
?
? ? 两式消去
d? ?
，得：
M
2 ?1
dV V
? dA A
? ? M 2 ? 1 dV ? dA VA
M＜1 V增大 dA＜0 p减小
M＞1 V减小 dA＜0 p增大
也是矛盾的。所以，流速也不可能增大；
那么能否维持M =1流动下去呢？这也是不可能的。因为截面积变化
是一个驱动势，是物理要求，在其作用下流动参数必然发生变化。
由此可见，在收敛管道中，一维定常等熵流动的流速只能连续变
化到M =1，即达到临界状态，这是它的极限。在此之后，流速既不可能
增大，也不可能减小，这种现象称为流动壅塞（Choking）。
? m ? ? VA
? Const
? ?
dp ? ?V dV ? 0
? ?H
V2
?
? Const
?
2
? ? ? ??
p ? ? RT
dp p
?
k
d? ?
3. 拉瓦尔喷管的理论基础
几何喷管是依靠通道截面积变化使燃气膨胀加速， 以将燃气热能转换为动能。因此，研究燃气在喷管 中的流动特性就是研究在一维定常等熵流动条件下， 通道截面积的变化对燃气流动特性的影响。从而得 到燃气流动参数沿喷管轴线的分布规律。
截面积增大(dA>0)和截面积减小(dA<0)对 气体流动参数变化的影响正好相反。
亚声(音)速流(M<1)和超声速流(M>1)对流 动参数变化的影响正好相反。
1.0
0.8
0.6
T/T0
0.4
?/?0
0.2
p/p0
0.0
M
012345 678
（3）喷管流动的壅塞
从前面分析得知，亚声速流动在收
敛管道（dA<0）中将膨胀加速（dV>0）。 当亚声速流动马赫数达到M=1时，如果管
mdV ? ? Adp
? VdV ? dp ? 0
化简 , 可得
即作用在所取微元体内气体上的力应等于单位时间气体沿力 的方向上动量的变化。上式的负号表示动量的增量和力的增量正 好相反。
（3）能量方程
喷管中燃气能量方程为
V2
d( 2
? Ic) ? 0
对于组分和比热不变的完全 气体，其化学能不再变化，因此 可用物理焓H的变化来代替总焓 的变化，于是能量方程可写成
M1=1 dA<0
M2=?
道继续收敛，流动速度将如何变化？
首先，假设流速减小，dM <0，则有M2<M1，即声速流减速到亚声速 流动。但亚声速流动在收敛管道中应是加速的，即dM >0，这与假设是矛
盾的。所以，流速不可能减小；
其次，假设流速增大，dM >0，则有M2>M1=1，即声速流加速到超声 速流动。但超声速流动在收敛管道中应是减速的，即有dM <0，这与假设
第四章 燃气在喷管中的流动
一、喷管理论 二、喷管内燃气流动的参数计算
? 喷管是火箭发动机的一个重要部件，它的主要功能有三个：
?
通过喷管喉部面积的大小控制燃气的流量，使燃烧室内的燃气保
持预定的压强，确保装药正常燃烧；
?
使推进剂燃烧产物通过喷管动力—推力；
?
根据以上假设条件，在喷管通道内，沿x轴取dx段微元体来
? 建立流动的基本方程。在x与x+dx处燃气压强、密度、温度、速
? 度与截面积分别用
? 表示。
根据定常流动的假定，且由于 喷管内无燃气生成，则通过流动通 道各截面处气体的质量流量均相 等，故有
m : 气体的质量流量
, kg / s
m ? ?VA ? Const
收敛段 进口截面
喉部 扩张段
收敛管道中的流动变化
M<1
M＜1 dA>0
V减小 p增大
M>1 dA>0
V增大 p减小
扩张管道中的流动变化
亚声速区
M<1 M=1
超声速区
M>1
拉瓦尔喷管原理图
（2）喷管截面变化对其他参数的影响
变化方向 参数
条件
收敛管道 dA<0
M<1
M>1
扩张管道 dA>0
M<1
M>1
? 欠膨胀状态 pe>pa
进口截面 出口截面
在dt时间内 ,微元 体中质量的变化量
? ( ? Adx ) dt
?t
.
在dt时间内 , 气流m 迁移使
m
微元体产生的质量变化量
.
(?
?
??
dx )( A ?
?A
dx
dx )(V
?
?V
dx )dt
?x
?x
?x
（2）动量方程
将d dx
并引入
或
( pA ? ? AV 2 ) ? p dA
dx
m ? ? AV ? Const
dp/p
<0
>0
>0
<0
d?/?
<0
>0
>0
<0
dT/T
<0
>0
>0
<0
dV/V
>0
<0
<0
>0
dM/M
>0
<0
<0
>0
由上表可得出如下基本规律： 压强（或密度）的变化方向与流速变化方
向总是相反的。故可将流动分为两 类：膨胀（dp<0）加速(dV>0)流动和压缩 （dp>0）减速(dV<0)流动，对应的管道 分别称为收敛与扩张管道。