- 超声速与飞行器速度 - 弹道导弹速度:十几倍声速 - 战斗机速度:2到3倍声速 - 台风风速:0.3倍声速 - 声速的基本概念 - 空气中声速:340米每秒 - 水中声速:1500米每秒 - 声速公式:C = √(DP/DRO) - 马赫数定义 - Ma = V / 声速 - 超声速:Ma > 1 - 亚声速:Ma < 1 - 超声速气流特性 - 激波特点 - 存在于超声速流场 - 强烈压缩扰动 - 波前后压力跃升 - 喷管装置与拉瓦尔喷管 - 喷管功能:提高气体速度 - 拉瓦尔喷管结构 - 收敛段与扩张段结合 - 出口压强与入口压强比降至10以下 - 拉瓦尔喷管应用:汽轮机转速达3万转每分 - 拉瓦尔喷管实验验证 - 实验装置:侧压管检测压力变化 - 实验结果:扩张段存在激波和超声速气流 - 面积变化与速度、压强关系的理论推导 - 连续方程与欧拉运动方程结合 - 表达式结论 - 亚声速流:面积与速度异号,与压强同号 - 超声速流:面积与速度同号,与压强异号 - 拉瓦尔喷管流动特性 - 收敛段:面积减小,速度增加,压强密度温度减小 - 扩张段:面积增加,速度增加,压强密度温度减小 - 工程应用 - 涡喷发动机:喷管产生超声速流 - 机械工程:气道吹干、清洁应用 - 课程总结 - 基本概念:声速、马赫数、激波 - 实验结果:拉瓦尔喷管产生超声速流 - 理论推导:面积变化与速度变化关系 - 工程应用:喷管在实际中的用途 - 思考题 - 如何设计喷管进出口压强与速度