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本节概要
本节讨论喷管内流量、流速的计算。工程上通常依据已知工质初态参数和背压，即喷管出口截面处的工作压力，并在给定的流量等条件下进行喷管设计计算，以选择喷管的外形及确定其几何尺寸；有时也需就已有的喷管进行校核计算，此时喷管的外形和尺寸已定，须计算在不同条件下喷管的出口流速及流量。在喷管的计算中要注意到背压对确定喷管出口截面上压力的作用。
本节内容
4.8.1 流速计算及其分析 4.8.2 临界压力比 4.8.3 流量计算及分析 4.8.4 例题
本节习题
4-24、4-25、4-26、4-27、4-29
下一节
流速计算及其分析
1.喷管出口截面的流速计算 2.压力比对流速的影响
…喷管出口截面的流速计算
据能量方程,气体在喷管中绝热流动时任一截面上的流速可由下式计算：
-可编辑修改-
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(4-28)
因此，出口截面上流速：
或
较小时，上式中
可忽略不计，于是：
(4-28a) (4-28b)
在入口速度
(4-28c)
(4-28)各式表明，气流的出口流速取决于气流在喷管中的绝热焓降。值得注意的是，上述各式中焓的单位是J/kg。
如果理想气体可逆绝热流经喷管，可据初态参数(p1,T1)及速度
求取滞止参数
，
；对水蒸汽
然后结合出口截面参数如p2按可逆绝热过程方程式求出T2从而计算h2再求得
可逆绝热流经喷管，可以利用h-s图，根据进口蒸汽的状态查得初态点1，通过点1作垂线与喷管出口截面上压力p2相交，得出状态点2，从点1和2可查出h1和h2，代入式(4-28)即可求出出口流速。
☆
式子对理想气体和实际气体均适用；与过程是否可逆无关，但不可逆绝
需修正，若h2是不可逆过程终态的焓，则求
热流动，若用可逆的关系求出h2在求得的出的
式
不需修正。
的适用范围是什么？是否与过程的可逆与否有关？与工质的性质有关？
-可编辑修改-
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…压力比对流速的影响
为了分析截面上压力对流速的影响，假定喷管的几何形状满足流速变化的几何条件，气体为理想气体，并取定值比热容。分析得出的结论可定性地应用于水蒸汽等实际气体。据式（4-28a）：
(4-29a)
或 (4-29b)
从式(4-29a)及式(4-29b)中可以看出，出口流速的大小，决定于气体的滞止状态参数
及出口截面压力与滞止压力之比
。由于滞止参数决定于喷管进口截面
参数，所以出口流速的大小，也就决定于气体进口截面的参数及出口截面压力与进口截面压 力之比。当喷管进口截面参数一定时，流速随出口截面压力与滞止压力之比其变化趋势如图4-19所示。当
时，
而变，
=0， 表明两侧压力平衡，如初速为零，则根
本不会产 生流动， =0；当逐渐减小时，逐渐
增大；当出口截面压力为零时，流速趋向最大值：
-可编辑修改-
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☆
因实际流动存在摩擦，而且即使不考虑摩擦，p趋向于零时，v将趋向于无穷大，而出口截面积不可能达到无穷大,所以喷管的实际速度不可能达到这一速度。
实际的喷管中有可能达到此速度吗？
图4-19 喷管内流速与压力比的关系
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临界压力比
将式（4-29b）用于喷管临界截面，如缩放喷管的喉部截面，此时因
所以式(4-29b)可改写为：
-可编辑修改-
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