拉瓦尔管

一种先收缩后扩张、用以产生超声速气流的管道，形状如图上部所示，管的横截面为圆形或矩形。1883年，瑞典工程师C．G．P．de拉瓦尔在他发明的汽轮机中，首先使用这种管道，因而得名。拉瓦尔管广泛使用于超声速风洞(见风洞)、喷气发动机、汽轮机、火箭推进器等需用超声速气流的设备中。

1、简介

拉瓦尔管的原理可用一维定常等熵流动理论来解释。该理论证明：亚声速气流在收缩管中加速。在扩张管中减速；超声速气流则相反，在收缩管中减速，在扩张管中加速。拉瓦尔管在正常工作状态下，亚声速气流在收缩段加速，至喉道（即管中横截面最小处）达到声速，进入扩张段成为超声速流，然后继续加速，直到管出口为止。

拉瓦尔管的工作状态由工作压强比（简称压强比）λ决定。压强比等于拉瓦尔管入口压强P0（又称前室压强）和出口外压强（又称反压）p0之比。随着压强比从小到大的变化，拉瓦尔管内的流动状态也发生变化。拉瓦尔管的工作状态在理论上可分为下述六种（沿管轴x方向气

体压强的分布见图下部，pe1、pe2、pe3为由实验确定的不同数值的反压）：①当压强比λp0/pe3时，管内流动和压强分布都同设计工作状态一样，但出口处气流压强高于反压，经膨胀波降到同反压相等，这种工作状态，通常称为欠膨胀工作状态。

拉瓦尔管的壁面形状通常按二维等熵流动或轴对称流理论计算。