流体在缩放喷管在的渐扩段是不是流速大于当地声速?
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/13 06:26:19
流体在缩放喷管在的渐扩段是不是流速大于当地声速?
你所说的缩放喷管即渐缩渐阔喷管(亦称拉伐尔喷管)是瑞典人拉伐尔在1883年在蒸汽涡轮机上应用的喷管.喷管的截面积首先变小然后再变大,从中间通过的气体可被加速到超音速,而并不会产生撞击.气体在截面积最小处恰好达到声速.
补充一点:对于缩放喷管来说,其流动状态与前后压比密切相关,前后压比从零渐增大的过程中,喷管内的速度是渐渐增大的,缩放喷管的最小截面部即喉部的最高速度是声速,喉部也是最先达声速的区域.(我这么解释是说:并不是说,缩放喷管中的流速并不是一开始都是达声速的,前后压比必须超过一定值才会出现声速 )
补充说明了上面一段之后,我们讨论你的缩放喷管在的渐扩段是不是流速大于当地声速?
喉部区域最先达声速时的工况我们定义为临界压比;前后压比大于临界压比后,渐扩段会出现超声速区段.所以,渐扩段的某一部分的流速是大于当地声速的!
原因是什么呢?
利用伯努利方程可以得到解释,缩放喷管内的流动属一维等熵流动.
总压不变,总压=静压(与密度直接相关)+动压(与流速直接相关)
流体过喉部往渐扩段流动时,流动空间变大,密度降低,则静压下降,此时动压上升.(则速度上升)
流速此时大于喉部速度,即渐扩段流速即为超声速!
[再补充一点,当地声速与当地温度有关(a=√rT),当地温度影响当地声速大小,并不影响以上结论)
补充一点:对于缩放喷管来说,其流动状态与前后压比密切相关,前后压比从零渐增大的过程中,喷管内的速度是渐渐增大的,缩放喷管的最小截面部即喉部的最高速度是声速,喉部也是最先达声速的区域.(我这么解释是说:并不是说,缩放喷管中的流速并不是一开始都是达声速的,前后压比必须超过一定值才会出现声速 )
补充说明了上面一段之后,我们讨论你的缩放喷管在的渐扩段是不是流速大于当地声速?
喉部区域最先达声速时的工况我们定义为临界压比;前后压比大于临界压比后,渐扩段会出现超声速区段.所以,渐扩段的某一部分的流速是大于当地声速的!
原因是什么呢?
利用伯努利方程可以得到解释,缩放喷管内的流动属一维等熵流动.
总压不变,总压=静压(与密度直接相关)+动压(与流速直接相关)
流体过喉部往渐扩段流动时,流动空间变大,密度降低,则静压下降,此时动压上升.(则速度上升)
流速此时大于喉部速度,即渐扩段流速即为超声速!
[再补充一点,当地声速与当地温度有关(a=√rT),当地温度影响当地声速大小,并不影响以上结论)
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