郑 俊，王宝寿，陈玮琪，王军锋，李锋

（1.江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013；2.中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）

喷管中气液两相混合物流动的等熵分析

郑 俊1，2，王宝寿2，陈玮琪2，王军锋1，李锋1

（1.江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013；2.中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）

文章基于均质混合物的等熵和正压条件，建立了喷管内定常气液两相流动的等熵模型及其微分方程，并因此得到了喷管内混合物压力、体积分数、马赫数以及温度之间的等温与等熵的解析关系。解析解表明，气液质量流率之比增加，喷管内混合物的温度变化明显，而混合物的临界流动特性与滞止点的气体体积分数有关。基于以上解析关系以及连续性方程得到喷管线型与压力分布的解析关系，通过该关系可以根据期望压力分布逆向设计得到喷管线型，或者根据给定喷管线型求解得到喷管内的流动。

气液混合物；等熵流动；解析模型；极限流动；喷管设计

0 引 言

气液两相流动的应用是广泛的[1-3]，比如在推进系统的研制当中，就有所谓通气喷水推进[3-4]。水冲压气液两相推进[5-7]，金属水反应两相流推进[8-9]，喷雾推进[10-11]等多种推进方式中都涉及气液两相流。两相流推进是水下高速推进方式的研究方向，具有水下推进传统方式不具有的优点。

在气液两相流理论和数值分析方面，喷管中泡状流的研究得到了较广泛的研究。其中Tangren[12]基于等熵条件和正压模型，简单推导了喷管中的气液两相流动的特性，但其得到的结果还不足够简洁。……