變截面管流(一)

1、 變截面管流（一）變截面管流（一） 介紹氣流速度與截面積的關(guān)系介紹氣流速度與截面積的關(guān)系 氣體在收斂管內(nèi)的流動氣體在收斂管內(nèi)的流動 氣流速度與截面積的關(guān)系氣流速度與截面積的關(guān)系 氣體在收斂管內(nèi)的流動氣體在收斂管內(nèi)的流動 2/40第五章第五章 一維定常管流一維定常管流 氣體在固定壁面的管道內(nèi)的流動，稱為管流。煙氣體在固定壁面的管道內(nèi)的流動，稱為管流。煙氣在煙囪內(nèi)的流動，空氣在冷卻塔內(nèi)的流動以及氣在煙囪內(nèi)的流動，空氣在冷卻塔內(nèi)的流動以及煤氣在煤氣送管道內(nèi)的流動等等，都是管流的例煤氣在煤氣送管道內(nèi)的流動等等，都是管流的例子。子。 從研究氣體流動的角度來看，渦輪噴氣發(fā)動機也從研究氣體流動的角度來看，渦

2、輪噴氣發(fā)動機也是一個限制氣體在其中流動的管道，當(dāng)渦輪噴氣是一個限制氣體在其中流動的管道，當(dāng)渦輪噴氣發(fā)動機在一定的高度上，以某一轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作時，發(fā)動機在一定的高度上，以某一轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作時，氣流在發(fā)動機內(nèi)的流動，可以看作是一維定常管氣流在發(fā)動機內(nèi)的流動，可以看作是一維定常管流。因此，研究一維定常管流，對于學(xué)習(xí)發(fā)動機流。因此，研究一維定常管流，對于學(xué)習(xí)發(fā)動機原理具有重要意義。原理具有重要意義。 氣體在管道中流動時會受到各種因素的影氣體在管道中流動時會受到各種因素的影響，例如，氣流過渦輪噴氣發(fā)體動機的過響，例如，氣流過渦輪噴氣發(fā)體動機的過程中，經(jīng)過進(jìn)氣道和噴管時，管道截面積程中，經(jīng)過進(jìn)氣道和噴管時，管

3、道截面積沿管軸變化，因此氣流受管道截面積變化沿管軸變化，因此氣流受管道截面積變化的影響；在燃燒室中，由于燃料燃燒而氣的影響；在燃燒室中，由于燃料燃燒而氣體加熱，氣流受加熱的影響；在葉輪機內(nèi)，體加熱，氣流受加熱的影響；在葉輪機內(nèi)，氣體與葉輪之間有功的交換，氣流受機械氣體與葉輪之間有功的交換，氣流受機械功變化的影響；在引射噴管中，流量還會功變化的影響；在引射噴管中，流量還會變化，氣流受流量變化的影響；在各種管變化，氣流受流量變化的影響；在各種管道中還存在著摩擦，因此，氣流還受到摩道中還存在著摩擦，因此，氣流還受到摩擦的影響?？梢娪绊懝軆?nèi)流動的因素有：擦的影響?？梢娪绊懝軆?nèi)流動的因素有：“截面積截面

4、積”、“熱熱”、“機械功機械功”、“流流量量”和和“摩擦摩擦”。 這些因素對氣流的影響，經(jīng)常是同時作用的。這些因素對氣流的影響，經(jīng)常是同時作用的。但是，在進(jìn)行理論分析時，要同時考慮所有但是，在進(jìn)行理論分析時，要同時考慮所有因素的影響比較困難，可以抓住主要因素而因素的影響比較困難，可以抓住主要因素而忽略次要因素，使問題簡化。這樣，得出的忽略次要因素，使問題簡化。這樣，得出的結(jié)論基本上是正確的。如果還需要精確分析，結(jié)論基本上是正確的。如果還需要精確分析，可以在這些基礎(chǔ)上根據(jù)其它因素的影響，進(jìn)可以在這些基礎(chǔ)上根據(jù)其它因素的影響，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a充。因此，本章首先分別研究截行適當(dāng)?shù)难a充。因此，本章首先分別

5、研究截面積、摩擦和熱交換對管內(nèi)氣流流動的影響，面積、摩擦和熱交換對管內(nèi)氣流流動的影響，然后說明多種因素的綜合的影響。然后說明多種因素的綜合的影響。 51 變截面管流變截面管流 氣體在截面積隨管軸變化的管道中的流動叫變截氣體在截面積隨管軸變化的管道中的流動叫變截機管流。氣體在進(jìn)氣道、壓縮器整流葉片、渦輪機管流。氣體在進(jìn)氣道、壓縮器整流葉片、渦輪導(dǎo)向器和噴管內(nèi)的流動，都屬于變截面管流。為導(dǎo)向器和噴管內(nèi)的流動，都屬于變截面管流。為了研究管道面積對氣體流動的影響，首先必須找了研究管道面積對氣體流動的影響，首先必須找出氣流速度與管道截面積的關(guān)系。出氣流速度與管道截面積的關(guān)系。 一、氣流速度與管道截面積的

6、關(guān)系一、氣流速度與管道截面積的關(guān)系 根據(jù)一維定常流動的幾個基本方程，可以推導(dǎo)根據(jù)一維定常流動的幾個基本方程，可以推導(dǎo)出變截面管流的基本方程，從而說明氣流速度與出變截面管流的基本方程，從而說明氣流速度與管道截面積的關(guān)系，具體推導(dǎo)如下：管道截面積的關(guān)系，具體推導(dǎo)如下： 連續(xù)方程連續(xù)方程 （a）0AdACdCd 能量方程能量方程 由于忽略摩擦影響，又沒有由于忽略摩擦影響，又沒有“熱熱”和和“機械功機械功”的交換，故變截面管流就是的交換，故變截面管流就是等熵絕能流動，因此，能量方程可寫為等熵絕能流動，因此，能量方程可寫為 或或 (b) 由于音速公式為由于音速公式為 ，將此式代入，將此式代入(b)式得式

7、得0212dpdCCdCdp2addpCdCda2 或 因為 故 將(251)代入(a)式，可得 CadCCd22222MaCCdCMd2CdCMAdA) 1(2 上式就是用微分形式表達(dá)的一維定常變截上式就是用微分形式表達(dá)的一維定常變截流的基本方程。它說明：流的基本方程。它說明： 1.亞音速流（亞音速流（ 1） 0 ，所以，所以dC與與dA異號，這說明速異號，這說明速度變化與截面積變化的方向相反。在亞音度變化與截面積變化的方向相反。在亞音速范圍內(nèi)，欲使管道內(nèi)氣流速度逐漸增大速范圍內(nèi)，欲使管道內(nèi)氣流速度逐漸增大(dC0)，則管道的截面積必須逐漸減小，則管道的截面積必須逐漸減小(dA0)，即必須用

8、收斂形管道，即必須用收斂形管道(見圖見圖251a)；欲使氣流速度減?。挥箽饬魉俣葴p小(dCO)，則，則管道的截面積必須逐漸增大管道的截面積必須逐漸增大(dC0)，即必，即必須用擴散形管道須用擴散形管道(見圖見圖251a)。M12M上式就是用微分形式表達(dá)的一維定常變截上式就是用微分形式表達(dá)的一維定常變截流的基本方程。它說明：流的基本方程。它說明： 2超音速流超音速流(M1) 0，即，即dC與與dA同號，速度變化與同號，速度變化與截面積變化的方向相同；因此，超音氣流截面積變化的方向相同；因此，超音氣流在變截面管道內(nèi)流動時，氣流速度與截面在變截面管道內(nèi)流動時，氣流速度與截面積之間的關(guān)系剛好和亞音流

9、的情況相反。積之間的關(guān)系剛好和亞音流的情況相反。在由音速范圍內(nèi)，欲使管道內(nèi)的氣流速度在由音速范圍內(nèi)，欲使管道內(nèi)的氣流速度逐漸減小逐漸減小(dC0)，則管道的截面積也必須，則管道的截面積也必須逐漸減小逐漸減小(dA0)，即必須用收斂形管道；，即必須用收斂形管道；欲使氣流速度逐漸增大欲使氣流速度逐漸增大(dC0)，則管道的，則管道的截面積也必須漸增大截面積也必須漸增大(dA0)，即必須用擴，即必須用擴散形管道。散形管道。12M 由此可見，由于氣流壓縮性的影響，要使亞由此可見，由于氣流壓縮性的影響，要使亞音速氣流加速，管道截面積應(yīng)該逐漸收縮；音速氣流加速，管道截面積應(yīng)該逐漸收縮；而要使超音速氣流加速

10、，管道截面積應(yīng)該逐而要使超音速氣流加速，管道截面積應(yīng)該逐漸擴張。因此，要使氣流從亞音速加速到超漸擴張。因此，要使氣流從亞音速加速到超音速，管道形狀就應(yīng)該是先收縮后擴張的，音速，管道形狀就應(yīng)該是先收縮后擴張的，如圖如圖252所示。亞音速氣流先在收縮段所示。亞音速氣流先在收縮段中加速，在最小截面處達(dá)到音速，然后在擴中加速，在最小截面處達(dá)到音速，然后在擴張段中繼續(xù)加速成超音速氣流。通常把最小張段中繼續(xù)加速成超音速氣流。通常把最小截面叫做喉部。這種先收縮后擴張的管道稱截面叫做喉部。這種先收縮后擴張的管道稱縮擴管，又叫拉瓦爾管?？s擴管，又叫拉瓦爾管。 二、氣體在收斂管內(nèi)的流動二、氣體在收斂管內(nèi)的流動 根

11、據(jù)上述，亞音速氣流流過收斂形管時，氣流根據(jù)上述，亞音速氣流流過收斂形管時，氣流速度不斷增大，同時，氣體的溫度、壓力和比重速度不斷增大，同時，氣體的溫度、壓力和比重相應(yīng)地減小，如圖相應(yīng)地減小，如圖253所示。在發(fā)動機上，所示。在發(fā)動機上，常采用收斂形管來使亞音速氣流不斷加速，故這常采用收斂形管來使亞音速氣流不斷加速，故這種管道叫收斂噴管或收縮噴管。種管道叫收斂噴管或收縮噴管。 (一一) 收斂形管出口氣流速度及其影響因素收斂形管出口氣流速度及其影響因素 在等熵絕能流動中，噴管各截面上的總溫和總壓在等熵絕能流動中，噴管各截面上的總溫和總壓都相同，都等于噴管進(jìn)口截面上的氣流總溫和總都相同，都等于噴管進(jìn)

12、口截面上的氣流總溫和總壓，我們以注腳壓，我們以注腳1表示噴管出口的氣流參數(shù)，以表示噴管出口的氣流參數(shù)，以注腳注腳0表示進(jìn)口截面的氣流參數(shù)，則有表示進(jìn)口截面的氣流參數(shù)，則有 *1*0*1*0,pppTTT 在絕能流動中，能量方程可寫成在絕能流動中，能量方程可寫成 因此因此 2211*1*0CTCTCTCppp)1 (2)(2*11*11*11TTTCTTCVppkkPPRTkk11*0*01112 自公式自公式(253)可以看出，噴管出口截面可以看出，噴管出口截面積處的氣流速度是隨進(jìn)口處氣體的總溫積處的氣流速度是隨進(jìn)口處氣體的總溫( ) 和進(jìn)出口壓力比和進(jìn)出口壓力比 的增大而增大的。的增大而增大

13、的。 當(dāng)管道進(jìn)出口壓力比當(dāng)管道進(jìn)出口壓力比 一定一定 時，管道進(jìn)出溫度比也就一定。進(jìn)口處氣時，管道進(jìn)出溫度比也就一定。進(jìn)口處氣體的總溫越高，則溫度降體的總溫越高，則溫度降( )越大，有越大，有更多的焓轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，因而管道出口截面更多的焓轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽蚨艿莱隹诮孛嫣幍臍饬魉俣仍酱?；反之，進(jìn)出口處氣體處的氣流速度越大；反之，進(jìn)出口處氣體的總溫越低，則管道出口截面處的氣流速的總溫越低，則管道出口截面處的氣流速度越小。度越小。*0T1*0PP1*0TTkkPPTT11*01*0)(1*0TT 當(dāng)進(jìn)口處氣體的總溫一定時，管道進(jìn)出口當(dāng)進(jìn)口處氣體的總溫一定時，管道進(jìn)出口壓力比越大。說明氣體在流動過程中膨脹

14、壓力比越大。說明氣體在流動過程中膨脹得越厲害。這樣，就可以把更多的焓轉(zhuǎn)變得越厲害。這樣，就可以把更多的焓轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，因而管道出口截面處的氣流速度為動能，因而管道出口截面處的氣流速度越大；反之，管道進(jìn)出口壓力比越小，則越大；反之，管道進(jìn)出口壓力比越小，則氣體在流過程中膨脹得越少，管道出口截氣體在流過程中膨脹得越少，管道出口截面處的氣流速度越小。面處的氣流速度越小。 (二二) 收斂形管的三種工作狀態(tài)收斂形管的三種工作狀態(tài) 管道進(jìn)出口壓力比的大小，取決于管道進(jìn)口處管道進(jìn)出口壓力比的大小，取決于管道進(jìn)口處氣體的總壓和管道出口后氣體的壓力氣體的總壓和管道出口后氣體的壓力(又稱管道又稱管道后反壓后反壓)，

15、用表示，用表示)。實際工作中，外界條件可能。實際工作中，外界條件可能發(fā)生變化，管道進(jìn)口處氣體的總壓和管道出口后發(fā)生變化，管道進(jìn)口處氣體的總壓和管道出口后的氣體壓力會隨著變化，這就有可能使管道進(jìn)口的氣體壓力會隨著變化，這就有可能使管道進(jìn)口處氣體的總壓與管道出口后氣體壓力的比值處氣體的總壓與管道出口后氣體壓力的比值(簡簡稱管道前后壓力比稱管道前后壓力比)出現(xiàn)等于、小于或大于臨界出現(xiàn)等于、小于或大于臨界壓力比的三種情況。據(jù)此，收斂形管的工作狀態(tài)壓力比的三種情況。據(jù)此，收斂形管的工作狀態(tài)可劃分為亞臨界、臨界和超臨界三種狀態(tài)。下面，可劃分為亞臨界、臨界和超臨界三種狀態(tài)。下面，我們以管道進(jìn)口處氣體的總壓保

16、持不變，而改變我們以管道進(jìn)口處氣體的總壓保持不變，而改變管道出口外界反壓為例，來分析這三種流動狀態(tài)。管道出口外界反壓為例，來分析這三種流動狀態(tài)。 1.亞臨界工作狀態(tài)亞臨界工作狀態(tài) 當(dāng)穩(wěn)壓箱與真空箱之間的閥門逐漸開大時。穩(wěn)壓箱當(dāng)穩(wěn)壓箱與真空箱之間的閥門逐漸開大時。穩(wěn)壓箱內(nèi)氣體反壓內(nèi)氣體反壓 逐漸降低，噴管出口氣流速度也不斯增逐漸降低，噴管出口氣流速度也不斯增大，通過噴管的氣體流量也相應(yīng)地增加，在這種工作狀大，通過噴管的氣體流量也相應(yīng)地增加，在這種工作狀態(tài)中，整個噴管內(nèi)的流動都是亞音速的，因為反壓變化態(tài)中，整個噴管內(nèi)的流動都是亞音速的，因為反壓變化所引起的擾動是以音速在噴管內(nèi)部傳播的，所以這種擾所

17、引起的擾動是以音速在噴管內(nèi)部傳播的，所以這種擾動可以傳遍整個噴管，使管道出口截機處氣體的壓力發(fā)動可以傳遍整個噴管，使管道出口截機處氣體的壓力發(fā)生變化，直至等于管道出口后的氣體壓力為此，即生變化，直至等于管道出口后的氣體壓力為此，即 由由 可知，這時的管道前后壓力比可知，這時的管道前后壓力比 小于臨界壓力比，這種工作狀態(tài)叫亞臨界工作狀態(tài)。當(dāng)小于臨界壓力比，這種工作狀態(tài)叫亞臨界工作狀態(tài)。當(dāng)管道前后壓力比增大時，管道出口壓力比也隨之增大，管道前后壓力比增大時，管道出口壓力比也隨之增大，從而使管道出口截面處的氣流速度增大；反之，當(dāng)管道從而使管道出口截面處的氣流速度增大；反之，當(dāng)管道前后壓力比減小時，管

18、道出口截面處氣流速度也減小。前后壓力比減小時，管道出口截面處氣流速度也減小。ap01app 11M臨PPPPa*0*0 在臨界狀態(tài)時，因管道出口截面處氣體的壓力等在臨界狀態(tài)時，因管道出口截面處氣體的壓力等于管道出口后氣體的壓力，氣體在管道內(nèi)得到完于管道出口后氣體的壓力，氣體在管道內(nèi)得到完全膨脹。所以，氣體流出管道后，不再繼續(xù)膨脹，全膨脹。所以，氣體流出管道后，不再繼續(xù)膨脹，管道后氣流呈圓柱形，如圖管道后氣流呈圓柱形，如圖 254所示所示 2.臨界工作狀態(tài)臨界工作狀態(tài) 當(dāng)反壓當(dāng)反壓 降到使時，氣體在管道內(nèi)膨脹加降到使時，氣體在管道內(nèi)膨脹加速速 到管道出口截面時，氣流速度增大到等于音速，到管道出口

19、截面時，氣流速度增大到等于音速，即即 ，氣體的壓力恰好減小到等于管道出，氣體的壓力恰好減小到等于管道出口后的氣體壓力口后的氣體壓力( )，氣體在噴管中恰好，氣體在噴管中恰好得到完全膨脹。在完全膨脹的情況下，氣體流得到完全膨脹。在完全膨脹的情況下，氣體流出管道后呈圓柱流管，這種出管道后呈圓柱流管，這種 的流動狀態(tài)叫做臨界工作狀態(tài)。的流動狀態(tài)叫做臨界工作狀態(tài)。臨PPPPa*0*011Mapp 1臨PPPPPPa*0*01*0 3.超臨界工作狀態(tài)超臨界工作狀態(tài) 當(dāng)當(dāng) 時，由于出口截面上已是音速時，由于出口截面上已是音速 流，反壓引起的擾動不能超過音速面，所以擾動流，反壓引起的擾動不能超過音速面，所以

20、擾動不能影響噴管內(nèi)的流動。出口截面上的氣流壓力不能影響噴管內(nèi)的流動。出口截面上的氣流壓力不隨反壓降低而降低，而是始終保持為臨界壓力。不隨反壓降低而降低，而是始終保持為臨界壓力。出口截面上氣流仍是音速流出口截面上氣流仍是音速流( )，這種流動狀，這種流動狀態(tài)叫超臨界狀態(tài)。這時在噴管出口處的氣流壓態(tài)叫超臨界狀態(tài)。這時在噴管出口處的氣流壓力沒有完全膨脹到外界反壓力沒有完全膨脹到外界反壓( )，所以又叫做，所以又叫做不完全膨脹狀態(tài)。氣流在出口截面之后，將繼續(xù)不完全膨脹狀態(tài)。氣流在出口截面之后，將繼續(xù)膨脹，在管道出口邊緣處產(chǎn)生膨脹波組，氣流通膨脹，在管道出口邊緣處產(chǎn)生膨脹波組，氣流通過膨脹波組后，氣體膨

21、脹，壓力減小到等于管道過膨脹波組后，氣體膨脹，壓力減小到等于管道出口氣體的壓力。出口氣體的壓力。 臨PPPPa*0*011Mapp 1 膨脹波組相交后又產(chǎn)生新的膨脹波組后，氣流通膨脹波組相交后又產(chǎn)生新的膨脹波組后，氣流通過后，氣體繼續(xù)膨脹，壓力將繼續(xù)減小到小于管過后，氣體繼續(xù)膨脹，壓力將繼續(xù)減小到小于管道出口后的氣體壓力。此后，由于受到管外氣體道出口后的氣體壓力。此后，由于受到管外氣體的壓縮又將產(chǎn)生壓縮波，氣體通過壓縮波后，的壓縮又將產(chǎn)生壓縮波，氣體通過壓縮波后，氣體壓力重新增大到等于管道出口后氣體的壓力。氣體壓力重新增大到等于管道出口后氣體的壓力。同樣，壓縮波相交后又產(chǎn)生新的壓縮波，氣流通同

22、樣，壓縮波相交后又產(chǎn)生新的壓縮波，氣流通過后，氣體繼續(xù)被壓縮，壓力繼續(xù)增大到大于管過后，氣體繼續(xù)被壓縮，壓力繼續(xù)增大到大于管道后氣體的壓力，于是又將進(jìn)行膨脹。這樣氣體道后氣體的壓力，于是又將進(jìn)行膨脹。這樣氣體流出管道后，膨脹和壓縮交替進(jìn)行，形成如圖流出管道后，膨脹和壓縮交替進(jìn)行，形成如圖255所示的情形。所示的情形。 由上面的討論得出，收斂噴管中氣體流動由上面的討論得出，收斂噴管中氣體流動狀態(tài)完全是由管道前后壓力比狀態(tài)完全是由管道前后壓力比 確定的，確定的，對于每種流動狀態(tài)，噴管出口截面上的氣對于每種流動狀態(tài)，噴管出口截面上的氣流參數(shù)具有一定的特點。因此，收斂噴管流參數(shù)具有一定的特點。因此，收

23、斂噴管氣流參數(shù)的計算方法是：先比較氣流參數(shù)的計算方法是：先比較 的大小，判斷噴管工作狀態(tài)，然后根據(jù)每的大小，判斷噴管工作狀態(tài)，然后根據(jù)每種狀態(tài)的特點，求得氣流參數(shù)。種狀態(tài)的特點，求得氣流參數(shù)。aPP*0臨與PPPPa*0*0 (三三)影響收斂形噴管氣體流量的因素影響收斂形噴管氣體流量的因素 因等熵流動，收斂噴管的氣體總壓、總溫保持不變，因等熵流動，收斂噴管的氣體總壓、總溫保持不變，即即 ；假設(shè)噴管出口截面積為；假設(shè)噴管出口截面積為A1氣流的氣流的數(shù)數(shù)為為 ，根據(jù)流量公式可知，根據(jù)流量公式可知 從上式可以知道，影響氣體流量的因素是管道橫截從上式可以知道，影響氣體流量的因素是管道橫截面積面積 ，氣

24、體進(jìn)口總壓，氣體進(jìn)口總壓 、氣體進(jìn)口總溫、氣體進(jìn)口總溫 和相對和相對密流密流 。為了便于分析，當(dāng)分析某一個因素對氣體流。為了便于分析，當(dāng)分析某一個因素對氣體流量的影響時認(rèn)為其他因素保持不變。量的影響時認(rèn)為其他因素保持不變。*1*0*1*0,TTPP1)(11*0*0qATPKdtdm1A*0P*0T 1q (2)進(jìn)口氣體總壓進(jìn)口氣體總壓 在其它因素固定不變的條件下，氣體流量隨進(jìn)口氣在其它因素固定不變的條件下，氣體流量隨進(jìn)口氣體總壓變化的情形，如圖體總壓變化的情形，如圖256所示。所示。 當(dāng)進(jìn)口氣體總壓等于管后氣體壓力時，氣體不流動，當(dāng)進(jìn)口氣體總壓等于管后氣體壓力時，氣體不流動，氣體流量為零。隨

25、著進(jìn)口氣體總壓的逐漸增大，進(jìn)氣體流量為零。隨著進(jìn)口氣體總壓的逐漸增大，進(jìn)出口壓力比出口壓力比 也增大也增大(但仍小于臨界壓力比，處于但仍小于臨界壓力比，處于亞臨界狀態(tài)亞臨界狀態(tài))，這時，一方面出口氣流速度增大；另，這時，一方面出口氣流速度增大；另一方面，出口氣體溫度降低，密度增大。由于這兩一方面，出口氣體溫度降低，密度增大。由于這兩個原因，使氣體流量個原因，使氣體流量 隨的提高增大得較快。隨的提高增大得較快。 *0P1*0PP*0P 當(dāng)進(jìn)口氣體總壓增大到大于當(dāng)進(jìn)口氣體總壓增大到大于 ，即前后壓，即前后壓力比大于臨界壓力比以后，由于進(jìn)口壓力比始終保持為力比大于臨界壓力比以后，由于進(jìn)口壓力比始終保

26、持為臨界值，不再變化，噴管的噴氣速度便不再增大臨界值，不再變化，噴管的噴氣速度便不再增大(或或 數(shù)保持為數(shù)保持為1.0)。但是，進(jìn)口氣體總壓增大時將使噴管出。但是，進(jìn)口氣體總壓增大時將使噴管出口截面的總密度口截面的總密度 隨之成正比增大隨之成正比增大(因因 )，并，并根據(jù)關(guān)系式根據(jù)關(guān)系式 可知，可知， 的增大，必導(dǎo)的增大，必導(dǎo)致氣流密度致氣流密度 也成正比的增高。所以，當(dāng)噴管處于臨也成正比的增高。所以，當(dāng)噴管處于臨界、超臨界狀態(tài)時，氣體流量便隨進(jìn)口氣體總壓成正比界、超臨界狀態(tài)時，氣體流量便隨進(jìn)口氣體總壓成正比地增大。地增大。akkPk1211*1P*RTP1121*1*)111 (kkkPP1

27、*1P (3)進(jìn)口氣體總溫進(jìn)口氣體總溫 當(dāng)只考慮總溫的因素時，因當(dāng)只考慮總溫的因素時，因 和和 假設(shè)為固定值，假設(shè)為固定值，即噴管的狀態(tài)既定，即噴管的狀態(tài)既定，數(shù)保持為常數(shù)。在速度系數(shù)保持為常數(shù)。在速度系數(shù)數(shù)保持一定條件下，進(jìn)口氣體總溫升高臨界音保持一定條件下，進(jìn)口氣體總溫升高臨界音速和氣流都與總溫的平方根成正比增大，而且確速和氣流都與總溫的平方根成正比增大，而且確定了密度與總溫的二次方成反比減小，因此，密定了密度與總溫的二次方成反比減小，因此，密度也與總溫的一次方成反比減小。所以密度的變度也與總溫的一次方成反比減小。所以密度的變化大于速度的變化，起著支配作用，因此，氣體化大于速度的變化，起著

28、支配作用，因此，氣體流量與總溫的平方根成反比關(guān)系?？倻厣邥r，流量與總溫的平方根成反比關(guān)系?？倻厣邥r，流量減小。流量減小。*0T*0PaP (4)相對密流相對密流 的影響的影響 在總溫和總壓保持不變條件下，是什么因在總溫和總壓保持不變條件下，是什么因素引起素引起 的變化呢的變化呢?由于出口截面的相對由于出口截面的相對密流密流 是速度系數(shù)的函數(shù)，而在亞臨界至是速度系數(shù)的函數(shù)，而在亞臨界至臨界狀態(tài)時，速度系數(shù)臨界狀態(tài)時，速度系數(shù) 為為 1q 1q 1q1kkakkaPPkkPPRTkkRTkkaC1*01*0*0*0111111)(111212臨 由此可知，只與管后氣體的壓力由此可知，只與管后氣體的壓力 有關(guān)。也就是有關(guān)。也就是說說, 的變化僅僅取決于管后氣體的壓力的變化僅僅取決于管后氣體的壓力 變變化。所以討論相對密流化。所以討論相對密流 對氣體流量的影響。對氣體流量的影響。實質(zhì)上就是討論管后氣體壓力實質(zhì)上就是討論管后氣體壓力p 對氣體流量的影對氣體流量的影響。響