缩－扩喷嘴英文解释翻译、缩－扩喷嘴的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 converging-diverging nozzle

分词翻译：

缩的英语翻译：

contract; crinkle; draw back; shrink; withdraw

扩的英语翻译：

enlarge; expand; extend; spread

喷嘴的英语翻译：

nozzle
【计】 jet nozzle
【医】 nozzle; nozzle spray

专业解析

缩－扩喷嘴（Converging-Diverging Nozzle），又称拉瓦尔喷管（De Laval Nozzle），是一种用于将亚音速或低速气流加速至超音速的关键流体力学装置。其名称直观反映了其结构特征：缩指通道截面积逐渐减小的收敛段（Converging Section），扩指通道截面积逐渐增大的扩张段（Diverging Section）。以下是其详细解释：

一、工作原理与结构

收敛段（缩）
亚音速气流（Mach数 < 1）进入收缩通道时，流速增加、压力降低。当气流通过最小截面（喉部，Throat）时达到音速（Mach数 = 1），此时为临界状态。

来源：NASA推进技术文档《Rocket Propulsion Elements》
扩张段（扩）
超音速气流（Mach数 > 1）在扩张通道中继续加速，压力进一步下降。根据气体动力学原理，超音速流在截面积增大时速度增加，与亚音速流行为相反。

来源：美国航空航天学会（AIAA）《Fundamentals of Gas Dynamics》

二、核心功能

超音速加速：唯一能将亚音速流连续加速至超音速的几何结构。
能量转换：将高压气体的热能/压力能高效转化为动能，显著提升喷射速度。
推力优化：在火箭发动机中，喷气速度最大化可提升比冲（Specific Impulse），直接影响推力效率。
来源：欧洲空间局（ESA）推进系统设计指南

三、典型应用场景

火箭发动机
液态或固体燃料火箭通过缩扩喷嘴将高温燃气加速至超音速（常达Mach 3-5），产生巨大反作用推力。

示例：SpaceX猛禽发动机喷管设计
超音速风洞
为实验模型提供稳定可控的超音速气流，用于气动测试与验证。

来源：中国空气动力研究与发展中心（CARDC）技术报告
蒸汽轮机与喷气引擎
部分高工况涡轮机械利用缩扩段提升工质膨胀效率。

四、设计关键参数

面积比（$A_e/A_t$）：出口截面积与喉部截面积之比，决定最终马赫数：
$$ frac{A_e}{A_t} = frac{1}{M_e} left( frac{2}{gamma+1} left(1 + frac{gamma-1}{2} M_e right) right)^{frac{gamma+1}{2(gamma-1)}} $$

其中 $gamma$ 为比热比，$M_e$ 为出口马赫数。

喉部尺寸：需确保临界流（音速）状态，避免壅塞（Choking）。
扩张角：通常取12°–18°以减少摩擦损失与流动分离风险。
来源：《推进与空气热力学》（John D. Anderson著）

权威参考文献

NASA技术手册
Rocket Thrust Chamber Design (SP-8120)

https://ntrs.nasa.gov/citations/19750026126

AIAA教育系列丛书
Modern Compressible Flow (John D. Anderson)

国防工业出版社
《火箭发动机基础》（李斌等著）

网络扩展解释

缩－扩喷嘴（Converging-Diverging Nozzle）是一种特殊结构的流体喷射装置，主要用于将高压气体的热能转化为动能，实现超音速流动。以下是详细解释：

1.基本定义

缩－扩喷嘴由收缩段（渐缩）和扩张段（渐扩）组成，其英文对应为“Converging-Diverging Nozzle”。它通过改变管道截面积，调节流体速度与压力关系，常见于火箭发动机、燃气轮机等场景。

2.结构与原理

收缩段：管道截面积逐渐减小，流体加速至音速（临界速度），此时压力降低。
喉部：最小截面积处，流速达到音速（马赫数=1），形成临界状态。
扩张段：截面积逐渐增大，流体继续膨胀加速至超音速（马赫数>1），压力进一步下降。

该过程遵循绝热流动假设（忽略热交换）和等熵流动（熵值近似不变）。

3.关键特性

背压影响：当出口背压低于设计值时，喷嘴内形成超音速流；若背压过高，则可能产生激波或亚音速流。
流量限制：喉部达到音速时，流量达到最大值（临界流量），不再随背压降低而增加。

4.应用实例

拉瓦尔喷管：经典的缩－扩喷嘴设计，用于火箭发动机喷管。
增材制造：通过冷喷涂技术制备复杂内壁的收缩-扩展喷嘴，提升材料性能。

如需进一步了解技术参数或公式推导，可参考流体力学相关文献或工程手册。