叶轮式压气机中就 利用扩压管来达到 增压目的

定熵滞止参数
将具有一定速度的气流在定熵条件下扩压， 使其流速降低为零时的参数
2 c h* h 2
2 c T* T 2c p 0
1 1 0
c2 p p 1 2c p 0T
*
0 1
0
2 R T c g v* 1 p 2c p 0T
qm Amin * cs * v
2 1 2 pth pth * * 1 p p
1 1 pth * * vth v p
1
喷管流量计算公式
如果喷管最小截面积和滞止参数不变，那么 当最小截面上的流速达到临界流速时，流量将 达到最大值 1 Amin * 2 2 2 2
qm,max
v
*
cs 1 1
上式只适用于定熵（无摩擦绝热）流动

扩压管
利用流速的降低使气体增压的流道为扩压管气流 在扩压管中进行的是绝热压缩过程。在理论分析上， 扩压管可看作喷管的倒逆。对喷管的分析和各计算 式原则上也都适用于扩压管，但各种参数变化的符 号恰恰相反（熵的变化除外）
5 - 4 喷管背压变化时的 流动状况

在喷管中，随着喷 管截面积的变化， 流速c不断增加，其 它状态参数 ( p、v、 T、h) 也相应地随着 变化
渐缩喷管
5 - 4 喷管背压变化时的 流动状况
当pB = p*，无流动，流速、 流量均为零，喷管内压力保持 p*不变 当pB ↓，在达到临界压力以 前，喷管出口压力始终等于背 压，这时喷管出口流速和流量 也不断增加
c 0.487 c 0.528 c 0.546 c 0.546 c 0.577

可以得到这样一个大致的概念：各种气体在喷管 中流速从零增加到临界流速，压力大约降低一半

知道了临界压力比回过来计算临界流速
2 * * 2 cc p v 1 1 1
上角标为＊的 是定熵滞止参数
只适用于定比热容理想气体的定熵压缩（滞止）过程
5 - 4 喷管背压变化时的 流动状况

滞止参数
喷管可能工作在非设计参数下，喷管 前的滞止参数和喷管后的背压都有可能 发生变化
为使问题简化，假定滞止参数（p*、 T*）不变，单独变化背压（pB）来研究 喷管内的流动将发生怎样的变化
cc cs*
2 1
对一定的气体（定熵指数k 已知），临界流速仅取决于滞止音速。 对定比热容理想气体，

0， cs
0 RgT

因此临界流速仅取决于滞止温度
3. 流量和最大流量
对于稳定流动，如果没有分流和合流，那么 流体通过流道任何截面的流量都是相同的。所 以，无论按哪一个截面的参数计算流量，所得 结果都是一样的。通常都按喷管的最小截面 （喉部）的参数计算流量
缩放喷管
5 - 4 喷管背压变化时的 流动状况
当pB = p*时，当然没有流动，流速、流 量均为零。 当pB 开始下降，在相当一段压力范围内 （亚音速区），缩放喷管将象文丘利管一 样工作，即在喷管的渐缩部分气流降压、 加速，而在渐放部分则按扩压管工作，气 流减速、增压，在出口处达到与pB 相等， 这种情况将一直持续到喉部达到临界状况 时为止。在这一阶段，随着背压的降低， 流速和流量都不断增加。
动量方程



p p
*
vdp
1

过程方程
pv const

v p * v* p



经过代数变换，得到
c cs*
1 2 p 1 * 1 p
适用于任何气体 的定熵流动
c cs
*
0 1 2 p 0 1 * 0 1 p

能量方程
1 2 *2 c c h* h 2
c 2 h* h




上式适用于绝热流动，不管是什么工质，也 不管过程是否可逆，只要知道滞止焓降（h*-h）， 即可计算出该截面的流速

对定比热容理想气体
c 2c p 0 T * T


c 2
1

对无摩擦绝热流动
2 1 2 2 c2 c1 vdp 1 2
渐缩喷管
5 - 4 喷管背压变化时的 流动状况
当背压下降到临界压力时（约为滞止压力的一半），喷 管出口流速达到当地音速（即临界流速），这是渐缩喷 管能达到的最高出口流速，这时的流量最大 继续降低背压（直至真空），再也不会影响到喷管内部 的流动状况，喷管出口始终保持临界压力和临界流速， 喷管的流量也始终保持为最大值不变。这时，气流在喷 管出口处显然膨胀不足，将在喷管外继续降低压力，直 至与背压相等
临界压力 pc ，即流速等于当地音速，或 Ma = 1 时气体的压力 还不知道, 必须找出 临界压力和一些已知参数之间的关系
临界流速的定义，等于当地音速
临界压力比βc
cc cs ,c pc vc
) 1pc 2 Fra bibliotekc ( 2 p
各种气体的临界压力比βc
单原子气体 , 167 . 双原子气体 , 140 . 多原子气体 , 130 . 过热水蒸气 , 130 . 饱和水蒸气 , 1135 .
适用于定比热容 理想气体
2．临界流速和临界压力比
临界流速c
c cs* 2 p 1 * 1 p
1

1 2 * * pc cc p v 1 * 1 p
5 - 3 气体流经喷管的流速和流量
1．流速

滞止参数
在研究流动过程时，为了表达和计算 方便，人们把气体流速为零时或流速虽大 于零但按定熵压缩过程折算到流速为零时 的各种参数称为滞止参数，用星号“*” 标记滞止参数，如滞止压力p*、滞止温度 T*、滞止焓h*等
在喷管中，随着喷管截面积 的变化，流速c不断增加， 其它状态参数 ( p、v、T、h) 也相应地随着变化 气体通过喷管任意截面时的流速c