音速喷嘴是一种基于气体动力学原理设计的特殊流道构造，其核心作用是经过临界流特性完成气体流量的准确控制与能量转换，次要功用及使用如下：
一、气体流量准确控制
1.树立流量基准
当气体流经喷嘴喉部时，在临界压力比下（通常为0.528），流速到达外地音速，此时质量流量仅与入口压力、温度相关，与下游压力动摇有关。
此特性使其成为气体流量计量的规范安装，如燃气表检定中作为基准器，测量不确定度≤0.2%。
2.多级流量调理
经过并联组合不同喉径的喷嘴，可掩盖宽量程流量检测（如1–1000m³/h），适配不同口径流量计标定需求。
三、能量转换与减速
1.热能→动能高效转化
在汽轮机中，喷嘴经过膨胀或拉瓦尔构造（先膨胀后扩张）将低温蒸汽压力能转化为高速动能，推进转子叶片旋转发电。
超音速喷嘴（拉瓦尔型）可将气流减速至马赫数>1，用于航天推进或超音速火焰喷涂。
2.工业加工动力源
激光切割：超音速气流辅佐排渣、冷却切缝，提升切割面质量（碳钢用氧气，不锈钢用氮气）。
超音速火焰喷涂（HVOF）：减速熔融颗粒至超音速，构成致密涂层，用于航空零件强化。
四、特殊场景使用
1.抗污染才能
临界流特性使其对介质杂质不敏感，适用于含颗粒物的工业气体计量（如未污染燃气）。
2.二氧化碳雪清洗
经过音速收缩效应使液态CO₂霎时固化成微米级干冰颗粒，用于精细元件无损清洗。
关键设计差别与选型要点
亚音速喷嘴 ：流道截面积继续膨胀 惯例压力控制（如激光切割辅佐气体）
超音速喷嘴 ：拉瓦尔构造（膨胀-扩张） 需跨音速减速场景（如航天推进、喷涂）
注：外表粗糙度与热效应会明显影响喷嘴流出系数，高精度场景需经过非实流标定修正误差；低温工况（>300℃）需选用耐热合金材质避免变形。
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