二维喷嘴是什么意思？有什么意义？
假设气体在无叶间隙内轴向对称稳定流动，气体径向速度为零，叶轮机械内的三维流场可以人为地分解为无叶间隙内流动参数的径向变化和圆柱面内的二维流动。但这种假设具有明显的近似性质，特别是对于轮毂比小、子午扩张角大的叶轮机械。为了使流动模型更接近实际，有必要发展叶轮机械的三维流动理论。
1905年，H. Lorenz提出了通流理论，即无限多叶理论。这个理论假设叶片的数量趋于无穷大，而叶片的厚度趋于无穷大。这样，相邻两个叶片之间的每个相对流面的形状与叶片的中心平面一致，周向变化接近于零。通过引入一个假想的质量力场来考虑实际叶片的作用。这样，就可以得到与叶片中心平面重合的极限流面上气流的解。20世纪50年代初，我国科学家吴中华完善了通流理论，提出了叶轮机械三元流动的一般理论。该理论引入了S 1和S 2的概念，分别导出了这两类流面的基本方程。通过这两种流面的恰当组合和交替应用，可以将一个实际的三维流动问题分解为两个分别沿S 1和S 2的相关二维流动问题(见图【三维流动一般理论示意图】)。实际上通常假设S 1流面是一些任意旋转面，但在S 2流面族中只取了一个叫做S 2m的中心流面。这样，就可以得到三维流动的初步近似。
当时针对纯亚音速流和纯超音速流提出了叶轮机械中三元流动一般理论。事实上，跨音速流通常存在于高速叶轮机械中，即流场中既有亚音速区，也有超音速区，并且存在形状、数量和位置未知的激波面和音速面。因此，跨音速流动是叶轮机械气体动力学的研究方向之一。在已知叶片通道几何形状的情况下，直接求解三维流动问题是第二个研究方向。工程上通常采用半经验方法修正流体粘度的影响。此外，叶片型面上的边界层与机匣或轮毂的环壁上的边界层以及边界层的主流之间的相互作用，会产生所谓的“二次流”现象，对涡轮机械的性能影响很大。因此，叶轮机械中粘性流动的研究是第三个方向。喷管——喷气发动机中的一个部件，将高压气体(或空气)转化为动能，使气流在其中膨胀加速并高速喷出，产生反推力，也称为排气喷管、推力喷管或尾喷管。喷管的类型很多，有固定式或可调式收敛喷管、收敛-发散喷管、引射喷管、塞式喷管等，根据飞机的性能和发动机的工作特点来选择。大多数高速战斗机采用可调收敛喷管和可调收敛-发散喷管或引射喷管；固定的收敛-扩散喷管通常用于火箭发动机；垂直/短距起落飞机使用反向喷管。
喷嘴入口处的总压与喷嘴出口处的静压之比称为喷嘴压降比、膨胀比或压比。缩放喷管的出口面积与临界横截面积(最小横截面处的面积)的比值称为喷管扩张面积比，俗称面积比。当喷嘴出口静压刚好等于外界大气压力时，称为全膨胀喷嘴，其性能最好。当喷嘴出口处的静压大于外界大气压力时，称为不完全膨胀喷嘴，气流的压能没有完全转化为动能。当喷嘴出口静压低于外界大气压力时，称为过膨胀喷嘴，这时就会出现负压推力。
横截面积沿流动方向逐渐减小的喷嘴。收敛半角通常为7° ~ 35°，在大马赫数飞行时会因膨胀不完全造成很大的推力损失。例如，当马赫数为1.5时，损失约为14%；马赫数为3时，损失超过50%。这种喷管结构简单，重量轻，用于亚音速或高超音速飞机的发动机。
收敛-扩散型喷嘴横截面积先收敛，然后沿流动方向扩散的喷嘴。它是由瑞典的C.G. Laval发明的，所以也叫Laval喷嘴。这种喷管用于超音速战斗机时，临界面积和出口面积需要随飞行状态进行调整；用于火箭发动机时，面积比可达7 ~ 400。现代火箭发动机最常用的是钟形喷管，出口半角减小到2° ~ 8°，长度较短。还有几种较短的环形喷嘴，如塞式喷嘴、膨胀偏转喷嘴、回流喷嘴和平流喷嘴。其* * *特点是气流有自由膨胀边界，可随外界压力自动调节，常处于完全膨胀状态，但应用不广泛。
可调喷管主要用于高速飞行的军用飞机的加力涡喷发动机或加力涡扇发动机。喷管面积比容易调节，可以随飞行条件变化，经常处于完全膨胀状态。结构类型有平衡杆式、折叠式、折叠花瓣式、套锥式等。
引射喷管由一个可调收敛主喷管和一个固定或可调引射套筒组成。主流的引射作用带动二次流在主流气柱和引射套筒之间流动，二次流对主流起气垫作用，限制其膨胀。调节次级流量可以控制主流的流通面积，使其达到或接近完全膨胀。喷射器喷嘴重量轻且结构简单。它能在较宽的飞行范围内保持良好的性能，已广泛应用于许多高性能飞机。
二维喷管的出口截面不是圆形的，易于实现飞机后体与喷管的一体化，减少飞机的外部阻力和暴露面，提高飞机的性能和隐蔽性；还可以实现推力换向和反向，增加机动性。
喷嘴材料喷嘴材料的选择与喷嘴结构和冷却方式密切相关。镍基高温合金常用于燃气涡轮发动机喷管，不锈钢用于液体火箭发动机再生冷却喷管。辐射冷却喷嘴的延伸部分采用铌合金等耐热材料；固体火箭发动机常用复合材料，与气流接触的部分选用耐高温或耐腐蚀材料，背壁选用隔热材料。在喷管中受热最严重的喉道内侧的耐高温层称为喉衬，可采用高熔点金属如钨及其合金或发汗材料、金属陶瓷、石墨、碳碳复合材料等。入口部分主要由石墨酚醛或碳酚醛材料制成。高硅酚醛或碳酚醛材料通常用于出口部分。