当我们考虑到喷管的渐扩段时,问题变成了流速是否大于当地声速。在喉部达到声速之后,如果压力比超过临界压比,渐扩段中会出现超声速区段。这意味着,在渐扩段的某些部分,流速确实是大于当地声速的。这一现象可以通过伯努利方程来解释。在缩放喷管内,流动是为一维等熵流动。
因此,在渐扩段,流速会大于喉部的声速,即流速大于当地声速。最后,需要指出的是,当地声速与当地温度有关,因为声速是由温度决定的(声速公式为a=√(rT),但这个因素并不影响上述关于渐缩渐扩喷管中流速超过当地声速的结论。
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。
两种喷管均能提高气流速度,使气流压力逐渐降低。渐缩喷管的最大流速不能超过当地声速,而拉瓦尔管能够使流速超过声速,这是它们应用上的主要区别。- 提高气流压力(来流速度大于声速):两种喷管均能增加气流压力。在相同的来流条件下,缩放喷管能够产生更高的压力,同时流速降低至最小。
声速,这是它们在使用上的最大区别。而渐扩喷管要求来流速度要大于或等于声速。(2)增加气流压力(要求来流速度必须要大于声速)两个管均可增加气流压力,这一点,二者是相同的。但在来流情况相同的条件下,缩放管能增加更高的压力(当然其流速也降到最小)。而渐扩喷管则要求来流要小于声速。
1、综上所述,拉瓦尔(De-Laval)原理是一种基于一元气流流动特性的高效加速方法。通过合理的流道设计,拉瓦尔喷管能够实现气流从亚声速到超声速的高效加速,并广泛应用于火箭发动机、喷气式飞机等领域。在计算与优化方面,可以借助专业的计算软件或工具进行精确计算和性能评估,以满足不同应用场景的需求。(注:图中展示了拉瓦尔喷管的基本结构,包括亚声速加速管和超声速加速管两部分。
2、拉瓦尔(De-Laval)原理主要涉及到一元气流的流动特性,特别是在可压缩气体中的应用。该原理是设计和分析拉瓦尔喷管等气流加速装置的基础。基本原理概述 拉瓦尔原理的核心在于理解气流速度与密度、气流速度与流道断面积之间的关系。
3、综上所述,De Laval指的是德·拉瓦尔,而De Laval turbine则是指德·拉瓦尔轮机。
4、拉瓦尔(Laval,Carl Gustaf Patrik de,1845~1913),瑞典工程师。单级冲击式汽轮机发明者。1845年5月9日出生在瑞典一个法国移民家庭,卒于1913年2月2日。
可调节的收敛-扩张喷管通过马达带动作动筒拉杆,改变喷管临界截面积和出口截面积,使气体在出口处尽可能完全膨胀,获得最有效的推力效果。这种喷管设计使发动机能够在不同工况下都保持良好的性能。对于带加力的发动机,必须采用可调节尾喷管,以确保在加力状态时喷口能够相应扩大。
控制气流速度与压力喷管通过调节横截面积(部分发动机配备可调喷管),优化燃气膨胀过程。例如,在超音速飞行时,扩散段能进一步加速气流,提高推进效率;而在亚音速状态下,收敛喷管更常见。
这种喷管的形状不是逐渐缩小,而是先中间收缩再向外扩张。这样的设计让燃气流在通过喷管时能够持续加速,而不是在达到音速后不再增加速度。因此,拉瓦尔喷管实际上起到了一个增速器的作用,使得火箭能够产生巨大的推力。火箭发动机中的燃气流在燃烧室压力作用下,经过喷管向后运动。
对于超声速飞机,还需要使用收敛扩张形尾喷管,其燃气的膨胀比很大,这种尾喷管可以减小燃气不完全膨胀的推力损失。主要类型包括移动尾椎体式和多调节片式等,例如AL-31f发动机就采用了这种类型的尾喷管。此外,还有一些特殊的尾喷管设计。
收敛段:收敛段的形状对燃气加速程度有重要影响。设计上既要使得气流均匀加速,又要使得喷管长度尽可能短,以减少性能损失。收敛段主要分为潜入式收敛段和非潜入式收敛段。喉部:喉部是喷管中气流速度达到声速的部位,其面积大小对喷管的推力性能有重要影响。扩散段:扩散段的设计选择的重要参数是扩张比。
可调节的收敛扩张形尾喷管:超声速飞机用(无论有无加力),其燃气的膨胀比很大,用此型尾喷管减小燃气不完全膨胀的推力损失。有移动尾椎体式和多调节片式等。(如AL-31f)超声速飞机还用过引射式尾喷管,用引气气流调节主流的膨胀比。以上尾喷管是直流式的,燃气向后排出。
1、马赫环的形成原理,其实与流体力学中的激波现象密切相关。当飞行器以超音速飞行时,其尾部喷出的气流会形成一系列复杂的波系。这些波系中,膨胀波和压缩波相互交替、相互叠加,最终形成了我们所看到的马赫环。马赫环的数量和亮度,往往与飞行器的加速度和发动机的动力稳定性密切相关。
2、马赫环又称马赫盘,是当气流以超音速和低于外部大气的压强离开喷嘴时发生的一种气体现象,呈现等间距圆环的形状,常见于火箭发动机或喷气发动机的排气羽流中。原理:当气体过膨胀时,与外部大气相比,排气中的气体压强较低,导致排气被压缩或向内挤压。这种压缩会增加排气压强。
3、马赫环的形成原理:激波的产生:当物体在流体(如空气)中高速运动时,如果其速度超过了当地声速,就会在物体周围产生激波。激波是一种压缩波,它会使流体的密度、压力和温度急剧升高。波前与波后的差异:激波将流体分为波前和波后两部分。
4、马赫环的原理是由于尾焰喷流内复杂超音速流场在激波作用下,局部喷流的密度和压力产生了规律突变所致。以下是马赫环原理的详细解释:喷流的膨胀与压缩 当发动机的超音速喷流离开尾喷管后,由于喷流的静压小于环境气压,喷流会开始略微膨胀。在这个过程中,喷流压力随着气体膨胀而逐渐降低。
5、产生原理:马赫环的形成主要是由于气体在发动机出口继续膨胀,随后受到背压环境的压缩,从而产生激波。这些激波在特定条件下会发光,形成我们所看到的马赫环。当飞行速度达到音速的十分之九(即马赫数Ma=0.9,约950公里/小时)时,局部气流的速度可能就已经达到音速,进而产生局部激波。
1、喷管先进固体火箭发动机喷管是一种通过改变管段内壁几何形状以加速气流的关键装置,主要由前喷管和后出口锥两部分构成。前喷管的特点如下: 集成组件设计:前喷管由一个集成的组件组成,设计巧妙。
2、ASRM 喷管装置主要包括两个组件,即前喷管和后出口锥。
