|
相信很多人在童年时期都玩过水管，只要将手指按压住管道的末端，水流的喷射距离和流速都会大大增加。 不知道大家有没有想过它的原理是什么？
其实能够出现这样情况，原因很简单，这和流速、流量和横截面积都是有关系的，而且流速和横截面积成反比。 那如果将供流体通过的管道，制作成宽窄宽的形式，又会出现什么样的状况呢？
1883年瑞典工程师拉瓦尔就设计了一个尖嘴，然后在其后面加装了一个喇叭状的物体，结果神奇的现象发生了： 气体已从未出现过的速度喷出，管道的前端越来越细，气体就会不断加速到音速。
但是气体到达这里的时候，已经是一个临界点了，之后就算再细也不会再加速了。 因此，为了可以让气体继续加速，拉瓦尔就没有继续让管道变窄，而是选择增加一个宽一点的管道，可以让气体上方的压力减少，瞬间释放，气体的横截面也会变大，从而起到加速的效果。
空气在管子中，经过了由宽到窄+窄到宽的过程之后，喷射速度也直接上了一个台阶，并成功获得了超音速气流。 拉瓦尔喷管就这样被研发了出来。
在管道里，流体由宽到窄时，流速明显是加快的，但是流体从窄管进入宽管的时候，并没有减慢，而是加快了速度，那这又是怎么回事呢？ 其实是因为流体在进入窄管的时候，它的流速比音速更快，在这种情况下，上面所说的流速、流量、横截面积之间的关系就不再适用。 流体再次进入宽管的时候，累积的能量得以释放，流体继续加速，成为了超音速。
因此，拉瓦尔喷管大多时候都被用在喷气式发动机上。 而我们生活中常见的加压水龙头之类的，只不过是利用的前半段，并不是拉瓦尔喷管，毕竟流体的压缩性，才是第二段作用的所在。
拉瓦尔管目前广泛运用于航空发动机，以及火箭发动机上，是很重要的组成部分。 拉瓦尔管的好坏，能够决定装置整体的好坏。 对此大家有什么看法吗？ |
|
|
