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拉瓦尔喷管 拉瓦尔

具体说明下拉瓦尔喷管现象,解释清楚点?拉瓦尔喷管是什么形状气流在其内的流动特点是什么

admin admin 发表于2024-06-03 15:46:25 浏览41 评论0

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本文目录

具体说明下拉瓦尔喷管现象,解释清楚点

拉瓦尔喷管是火箭发动机和航空发动机最常用的构件,由两个锥形管构成,其中一个为收缩管,另一个为扩张管。 拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分。喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉。窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底。箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部,穿过窄喉后由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化,使气流从亚音速到音速,直至加速至跨音速。所以,人们把这种喇叭形喷管叫跨音速喷管。由于它是瑞典人拉瓦尔发明的,因此也称为"拉瓦尔喷管"。分析一下拉瓦尔喷管的原理。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,进入喷管的A。在这一阶段,燃气运动遵循"流体在管中运动时,截面小处流速大,截面大处流速小"的原理,因此气流不断加速。当到达窄喉时,流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再遵循"截面小处流速大,截面大处流速小"的原理,而是恰恰相反,截面越大,流速越快。在B,燃气流的速度被进一步加速,为2-3公里/秒,相当于音速的7-8倍,这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个"流速增大器"的作用。其实,不仅仅是火箭发动机,飞弹的喷管也是这样的喇叭形状的,所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。

拉瓦尔喷管是什么形状气流在其内的流动特点是什么

先收缩后扩张的管道形状。 喷管上下游在一定压强差的作用下,压声速气流左侧流入喷管,在喉道左半部,随管道截面积的逐渐减小,气流速度不断加快,马赫数不断增大;在喉道处,气流加速到当地声速;在喉道右半部扩张段内,沿流程因管道截面不断增大,气流不断地进行加速,成为超声波气流。

拉瓦尔喷管和文氏管有何区别

拉瓦尔喷管和文氏管区别:含义不同:作用不同。

一、作用不同:除尘骨架分为带文氏管与不带文氏管,文氏管加于除尘骨架上,以提高除尘骨架的使用效率与使用寿命。带文氏管除尘骨架主要应用在低压长袋脉冲袋式除尘器,是由普通除尘骨架加焊文氏管而成,除尘骨架加装文氏管可起到保护除尘布袋的作用。

二、含义不同:拉法尔的特别之处就是,在流速极端条件下(音速),扩管口,反而能提高流速。原理是流体在高速条件下通过小孔的量已经是极限(音速),而此时扩容,反而可以使气体容易通过。这个涉及到物理化学的两个概念,Cp和Cv。等压热容和等容热容。

运作

其操作有赖于次音速和超音速气体的不同特性。 如果由于质量流量不变而管道变窄,则次音速气体流速将会增加。 通过拉伐尔喷管的气流是等熵的(气体熵几乎不变)。在次音速流中,气体是不可压缩的,声音会通过它传播。 

在横截面面积最小的喉部,气体速度局部达到声速(马赫数= 1.0),这种状况称为阻流。 随着喷管横截面积的增加,气体开始膨胀,气流加速到超音速,在那里声波不会通过气体向后传播(马赫数》 1.0)。

拉瓦尔喷管的结构组成

拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分。喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉。窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底。箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部,穿过窄喉后由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化,使气流从亚音速到音速,直至加速至超音速。所以,人们把这种喇叭形喷管叫跨音速喷管。由于它是瑞典人拉瓦尔发明的,因此也称为拉瓦尔喷管。

拉瓦尔喷管的工作原理

分析一下拉瓦尔喷管的原理。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,进入喷管的A1。在这一阶段,燃气运动遵循流体在管中运动时,截面小处流速大,截面大处流速小的原理,因此气流不断加速。当到达窄喉时,流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再遵循截面小处流速大,截面大处流速小的原理,而是恰恰相反,截面越大,流速越快。在A2,燃气流的速度被进一步加速,为2-3公里/秒,相当于音速的7-8倍,这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个流速增大器的作用。其实,不仅仅是火箭发动机,导弹的喷管也是这样的喇叭形状的,所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。

拉瓦尔喷管是什么形状

拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分。喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉。窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底。箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部,穿过窄喉后由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化。

分析一下拉瓦尔喷管的原理。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,进入喷管的A1。在这一阶段,燃气运动遵循"流体在管中运动时,截面小处流速大,截面大处流速小"的原理,因此气流不断加速。当到达窄喉时,流速已经超过了音速。

而跨音速的流体在运动时却不再遵循"截面小处流速大,截面大处流速小"的原理,而是恰恰相反,截面越大,流速越快。在A2,燃气流的速度被进一步加速,为2-3公里/秒,相当于音速的7-8倍,这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个"流速增大器"的作用。

其实,不仅仅是火箭发动机,导弹的喷管也是这样的喇叭形状的,所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。

二维喷管是什么意思有何有点

20世纪以前,透平机械中的气体流动是按照一维流动理论设计计算的。1839年,A.J.C.B.de圣维南和L.万策尔第一次导出喷管中可压缩气体的一维等熵流动方程。1894年,瑞典工程师C.G.P.de拉瓦尔取得了收缩-扩张喷管(后称拉瓦尔喷管)的专利,并将它用于汽轮机。二维流动理论产生于1920年。最初是按孤立机翼理论来设计轴流式压气机(即压缩机)叶片,后来又修正了相邻叶片的影响。为提高透平机械性能,20世纪初开始发展平面叶栅模型。到20世纪中叶,已能计算具有任意形状型线叶栅中的位势流动,以及按合理规定的表面压力分布来确定叶片形状。发动机二维喷管,有固定的侧壁和调节喷管横截面积及按俯仰±20°角偏转推力矢量而设计的可动上调节板和下调节板.  假设气体在无叶间隙中作轴对称定常流动,气体的径向分速为零,则可把透平机械中的三维流场人为地分解成无叶间隙中流动参数沿径向的变化和圆柱面内的二维流动。但这种假设具有明显的近似性质,对于轮毂比小、通道子午扩张角大的透平机械尤为如此。为了使流动模型更接近实际,必须发展透平机械的三维流动理论。  1905年,H.洛伦茨提出通流理论,即无限多叶片理论。这种理论假设叶片数目趋于无限多,而叶片厚度趋于无限薄。这样,两相邻叶片间的各相对流面的形状与叶片中心面一致,且周向变化量趋近于零。实际叶片的作用是通过引入一个假想质量力场的办法来考虑的。这样可求得与叶片中心面相重合的极限流面上的气流的解。50年代初,中国科学家吴仲华对通流理论作出改进,并提出透平机械三维流动通用理论。这个理论引入S 1和S 2两类相对流面的概念,并分别导出了这两类流面流动的基本方程,通过这两类流面的适当组合和交替运用,就可以把一个实际的三维流动问题分解为两个分别沿着S 1和S 2相对流面的相关的二维流动问题(见图)。实际上,通常假定S 1流面是一些任意旋成面,而在S 2流面族中只取一个称为S 2m的中心流面。这样可得到三维流动的初步近似。  透平机械的三维流动通用理论,当时是针对纯亚音速流动和纯超音速流动提出的。实际上,由于高速透平机械中通常都是跨音速流动,即流场中同时有亚音速区和超音速区,且存在形状、数目和位置均属未知数的激波面和音速面。因此,跨音速流动是透平机械气体动力学研究的方向之一。在已知叶片通道的几何形状条件下直接求解三维流动问题,是研究方向之二。对于流体粘性的影响,工程上通常采用半经验方法进行修正。此外,叶片型面上的边界层与机盒或轮毂上的环壁边界层之间,以及边界层主流之间的相互作用,会产生所谓“二次流”现象,它对于透平机械的性能有不小的影响。因此,对透平机械中粘性流动的研究是方向之三。 喷管-   喷气发动机中把高压燃气(或空气)转变为动能,使气流在其中膨胀加速以高速向外喷射而产生反作用推力的部件,又称排气喷管、推力喷管或尾喷管。喷管类型很多,有固定的或可调的收敛喷管、收敛-扩散喷管,引射喷管和塞式喷管等,根据飞行器性能和发动机工作特点选用。高速歼击机大多采用可调的收敛喷管和可调的收敛-扩散喷管或引射喷管;火箭发动机常用固定式收敛-扩散喷管;垂直或短距起落飞机采用换向喷管。   气流在喷管入口处的总压与出口处的静压之比称为喷管落压比、膨胀比或压力比。收敛-扩散喷管出口面积与临界截面面积(最小截面处的面积)之比称喷管膨胀面积比,通称面积比。当气流膨胀到喷管出口处的静压恰等于外界大气压力时,称为完全膨胀喷管,其性能最佳,当气流在喷管出口处的静压大于外界大气压时,称为不完全膨胀喷管,气流的压力能没有充分转化为动能。当气流在喷管出口处的静压低于外界大气压时称为过膨胀喷管,这时将出现负的压力推力。   收敛喷管  横截面积沿流向逐渐缩小的喷管。收敛半角常取7°~35°,在大马赫数飞行时,会因不完全膨胀造成很大的推力损失。例如,马赫数为1.5时,损失约为 14%;马赫数为3时,损失大于50%。这种结构简单、重量小的喷管用于亚音速或低超音速飞机的发动机。   收敛-扩散喷管 横截面积沿流向先收敛后扩散的喷管。它是瑞典人C.G.拉瓦尔发明的,所以又称拉瓦尔喷管。这种喷管用于超音速歼击机上时,临界面积与出口面积均需随飞行状态而调节;用于火箭发动机上时,面积比可达7~400。现代火箭发动机最常用的是钟形喷管,出口半角减到2°~8°,长度较短。还有几种更短的环形喷管,如塞式喷管、膨胀偏转喷管、回流喷管和平流喷管等。其共同特点是气流有自由膨胀边界,可随外界压力自行调节,经常处于完全膨胀状态,但使用不普遍。   可调喷管  主要用于高速飞行的军用飞机的加力涡轮喷气发动机或加力涡轮风扇发动机。喷管面积比易调节,可随飞行条件变化,而经常处于完全膨胀状态。结构型式有平衡杆式、折叠式、折叠花瓣式、套筒锥式等。   引射喷管  由可调收敛形主喷管和固定的或可调的引射套管组成。主流的引射作用带动一股次流从主流气柱与引射套管之间流过,次流对主流起气垫作用,约束主流的膨胀。调节次流流量可以控制主流的流通面积,使其达到或接近完全膨胀。引射喷管重量小,结构简单。能在很宽的飞行范围内维持良好的性能,已广泛用于许多高性能的飞机上。   二维喷管  出口截面不是圆形,容易实现飞机后体与喷管一体化,减小飞机的外阻力和暴露面,改进飞机性能和隐蔽性;还能实现推力换向和反向,增加机动性。   喷管材料  喷管材料的选用与喷管结构和冷却方式等密切相关。燃气涡轮发动机喷管常用镍基高温合金材料,液体火箭发动机再生冷却喷管采用不锈钢;辐射冷却喷管延伸段使用铌合金等耐热材料;固体火箭发动机常用复合材料,接触燃气流的部分则选用耐高温或耐腐蚀材料,背壁选用绝缘材料。喷管中受热最严重的喉部内侧的耐高温层称喉衬,可用钨及其合金等高熔点金属或发汗材料、金属陶瓷、石墨、碳-碳复合材料等。入口段多用石墨酚醛或碳酚醛材料。出口段常用高硅氧-酚醛或碳酚醛材料

喷管的基本介绍

凡是用来使气流降压增速的管道都叫做喷管,火力发电常用的喷管有两种:一种是渐缩喷管,另一种是缩放喷管,或叫拉瓦尔喷管。喷气发动机中把高压燃气(或空气)转变为动能,使气流在其中膨胀加速以高速向外喷射而产生反作用推力的部件,又称排气喷管、推力喷管或尾喷管。喷管类型很多,有固定的或可调的收敛喷管、收敛-扩散喷管,引射喷管和塞式喷管等,根据飞行器性能和发动机工作特点选用。高速歼击机大多采用可调的收敛喷管和可调的收敛-扩散喷管或引射喷管;火箭发动机常用固定式收敛-扩散喷管;垂直或短距起落飞机采用换向喷管。气流在喷管入口处的总压与出口处的静压之比称为喷管落压比、膨胀比或压力比。收敛-扩散喷管出口面积与临界截面面积(最小截面处的面积)之比称喷管膨胀面积比,通称面积比。当气流膨胀到喷管出口处的静压恰等于外界大气压力时,称为完全膨胀喷管,其性能最佳,当气流在喷管出口处的静压大于外界大气压时,称为不完全膨胀喷管,气流的压力能没有充分转化为动能。当气流在喷管出口处的静压低于外界大气压时称为过膨胀喷管,这时将出现负的压力推力。

关于火箭的拉瓦尔喷口

拉瓦尔喷管分为三个部分,分别是:收敛段,喉部,扩张段。这三段的速度分别为亚音速,跨音速,超音速。因为在亚音速情况下气流是截面积越小速度越快,这时内能转换为动能,而在超音速情况下却恰恰相反。拉瓦尔喷管也是常用的超音速喷管。这里指的速度是火箭发动机喷出气流的速度。参考于bbs.kechuang.org/read-kc-tid-58783.html,这个是基础内容,普通情况下火箭发动机喷出气流都可以超音速,所以拉瓦尔喷管很常用。

喷管最大流量的理论值

喷管最大流量的理论值为临界流量。

首先:既然是背压,肯定是大于当地大气压力的;但是背压不一定都大于临界压力,但是在背压等于临界压力时,喷管的流量可达到最大,当背压小于临街压力时,喷管的流量总是保持不变,为临界流量。

低碳钢受到扭转时低碳钢则可能发生变形。原因是低碳钢内含有少量的碳,其韧性比较好,低炭钢拉伸实验达到屈服强度之后有个颈缩阶段,断面会比原料料细,扭的时候会扭出螺旋截面来,而铸铁内含有大量的碳, 铸铁试件受扭转时沿大约45度斜截面破坏。

喷管

是火箭发动机的一个重要部件,它是指通过改变管段内壁的几何形状以加速气流的一种装置。凡是用来使气流降压增速的管道都叫做喷管,火力发电常用的喷管有两种:一种是渐缩喷管,另一种是缩放喷管,或叫拉瓦尔喷管。

在火箭发动机中,通过喷管喉部面积的大小控制燃气的流量,使燃烧室内的燃气保持预定的压强,确保装药正常燃烧;使推进剂燃烧产物通过喷管膨胀加速,将其热能充分转换为燃气的动能,从而使发动机获得推进动力—推力; 在导弹发动机中通过喷管实施推力大小和方向的调节与控制。

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