[实用新型]一种超声速喷管

权利要求书

1.一种超声速喷管，包括环状收缩扩张喷管(3)、加速管第一段(8)、加速管第二段(10)，三者沿气流方向依次顺序连接并形成贯通的内腔，在环形收缩扩张喷管(3)内部同轴方向贯穿设置被引射加料管(5)，被引射加料管(5)的入口端用于引入固体颗粒或粉末和常压载气流，被引射加料管(5)的出口端延伸至加速管第一段(8)的入口处，收缩扩张喷管(3)内部空间被分成被引射加料管(5)内部流道和环状收缩扩张流道，在加速管第二段(10)末端设置靶头(12)。

2.根据权利要求1所述的喷管，其特征在于，所述环状收缩扩张喷管(3)为一体成型，由收缩段和扩张段构成，两段过渡连接处为喉道(4)，喉道(4)为收缩段和扩张段的最小截面处，高压气流通过收缩段气流加速，压力降低，在喉道(4)处达到声速，然后进入扩张段，气流进一步加速，压力进一步降低，出口马赫数M由计算得到，其中，A_ex为环形收缩扩张喷管(3)扩张段出口面积，A_*为喉道(4)截面面积，γ为工作气体的比热比常数，对于空气γ＝1.4，A_ex/A_*由环状收缩扩张喷管(3)扩张段出口截面与喉道(4)截面的直径比值D3/D2计算得到。

3.根据权利要求2所述的喷管，其特征在于，高压气流通过收缩段气流加速，压力降低，进入扩张段后气流进一步加速，压力进一步降低，最后在环状收缩张喷管出口(6)处静压p_ex由计算得出，p₀为来流总压，根据计算得到的压差确定固体物料颗粒流的加入量。

4.根据权利要求1所述的喷管，其特征在于，被引射加料管(5)的直径D1、喷管喉道(4)截面直径D2、加速管第一段(8)入口截面直径D3、加速管第二段(10)入口截面直径D4的关系为：D1＜D2＜D3＜D4。

5.根据权利要求1所述的喷管，其特征在于，环状收缩扩张喷管(3)的收缩段长度L1、环状收缩扩张喷管(3)的扩张段长度L2、加速管第一段(8)长度L3、加速管第二段(10)长度L4的关系为：L1＜L4＜L2＜L3。

6.根据权利要求1所述的喷管，其特征在于，所述加速管第一段(8)和加速管第二段(10)为两段不同锥度的喇叭状管，两段管为一体成型或密封连接，所述加速管第一段(8)的圆锥扩开角α为0.1～0.3°，加速管第二段(10)的圆锥扩张角β为5～15°，两段管的开口方向一致，均沿气流流动方向开口。

7.根据权利要求6所述的喷管，其特征在于，所述加速管第一段(8)的圆锥扩开角α为0.2°，加速管第二段(10)的圆锥扩张角β为10°。