等熵流动计算器

等熵流动是兼具绝热性和可逆性的理想可压缩流动过程。没有热量穿过系统边界，也不存在摩擦、激波、混合或其他产生熵的效应。虽然实际流动不可能完全等熵，但该模型能准确描述喷管、扩压器、风洞、叶轮机械通道及外部空气动力流场中的许多平滑区域。它也是评估实际损失与激波效应的基准。 滞止条件也称总参数，是流动气体以等熵方式减速至静止时达到的温度和压力。静态参数则是气体流动时局部测得的热力学性质。对于量热完全气体，温度比 T/T0 等于一除以［一加上 gamma 减一的一半乘以马赫数平方］。将该温度比分别取 gamma 除以 gamma 减一和一除以 gamma 减一次方，即可得到压力比和密度比。 马赫数等于流速除以当地声速。总参数固定时，马赫数越大，总焓中转化为动能的部分越多，静温随之降低，静压和密度下降得更明显。马赫数为 1 时，流动达到声速，对应截面积通常称为临界面积 A*。这里给出的面积–马赫数关系适用于准一维等熵流管，用于计算 A/A*。除马赫数为 1 的情况外，同一面积比同时对应亚声速和超声速两种马赫数解。 比热比 gamma 取决于气体组分和温度。对于常温附近的干空气，1.4 是常见近似值，而单原子气体接近 1.667。在足够高的温度下，振动激发与化学反应会使比热发生变化，从而削弱量热完全气体假设的适用性。湿度和气体混合物也可能改变 gamma。对精度有要求时，应使用适合工作范围的物性数据。 这些方程不能跨越正激波或斜激波使用，因为激波会增加熵，总压不再守恒。方程也不考虑边界层摩擦、传热、多维效应和质量添加。请使用等熵区域上游的滞止压力，并保持绝对压力单位一致。本计算器适合喷管初步分析、航空航天课程、气体动力学核算及工况比较。最终设计还应考虑壅塞、流量系数、真实气体物性、损失、结构限制，以及应用所要求的经验证方法。