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1、喷嘴的设计计算,作者：麻克栋qq254907860,喷嘴及其应用,一、概念：将流体内能和压力能转换为动能的装置二、应用汽轮机、燃气轮机静子汽道及反动式动叶汽道超音速航空航天发动机蒸汽喷射泵如汽轮机凝汽器真空抽气器锅炉给水处理酸碱喷射器制糖业蒸发工艺真空抽汽器,喷嘴设计计算的目的和内容,一、目的：使气流达到工程要求的速度或压力二、内容：1、喷嘴的类型和几何尺寸2、喷嘴的主要截面上的流体参数,计算所需的几个参数,一、五个基本物理参数： 压力P（Pa，绝压），温度T（K，开氏温标），密度（kg/m3）， 速度V（m/s），流量Q=VA（kg/s或m3/s）二、两个常数： 1、绝热指数K，定压比热 容
2、与定容比热容之比 2、气体常数R，理想气体常数，其值为8.314三、两个定义 1、声速，声音（振动波）在气体中的传播速度，a= 2、马赫数，流体速度与当地声速的比值，M=,气流的三种参考状态,声速计算公式a= 当中，对于定熵过程的流体，流体的温度 T与流体速度V是相关的，即T是V的函数，亦即声速a也是V的函数 a=f（v）。因此可以把a和v放在一个坐标系上表示：已知任意状态计算滞止状态的参数：,喷嘴的基本类型（1）,气流速度与通道截面的关系M1时，dA/A与dV/V异号，流速与截面积变化反向，截面积变小，速度变大；M1时，dA/A与dV/V同号，流速与截面积变化同向，截面积变大，速度变大；M
3、=1时， dA/A=0，临界状态发生在通道截面无变化的地方。,喷嘴的基本类型（2）,1、渐缩喷嘴2、出口为临界参数的渐缩喷嘴3、缩放喷嘴（拉瓦尔喷嘴）,喷嘴的选择,1、已知滞止参数和出口速度或马赫数 a：M1选择渐缩型喷嘴 b：M1选择缩放型喷嘴2、已知滞止参数和出口压力Pe 临界压力与滞止压力的关系： a： 选择渐缩型喷嘴； b： 选择缩放型喷嘴。,喷嘴各截面参数的计算（1）,1、任意截面状态与滞止状态的关系2、临界状态与滞止状态的关系 3、任意截面与临界状态的关系,参数计算（2）,1、已知滞止参数及出口速度通过V/V*的关系求M，进而计算所有参数2、已知滞止参数及出口马赫数根据马赫数可求出所有截面的参数3、已知滞止参数及出口压力通过出口压力与滞止压力的关系求出出口截面马赫数，进而计算出口截面参数,例子（1）,例子：一台蒸汽喷射器的喷嘴，使用的蒸汽压力P0=1.0MPa，T0=200，流量Q=2kg/s， 要求出口压力50000Pa。求喷嘴主要参数。 过热蒸汽绝热指数1.30，气体常数0.4615 ，蒸汽密度4.6083 。第一步：选择喷嘴类型1、计算临界压力比2、计算出口压力比 需采用拉瓦尔喷嘴第二步：计算出口马赫数第三步：计算出口截面参数第四步：计算临界截面参数第五步：计算几何尺寸,例子（2）,简图,
