喷管是利用气体压力降使气流加速的管道。喷管的长度较短而气流的速率较大，故气流经过喷管所需的时间很短，气体和管壁的热量交换可以忽略不计。因此喷管中气体的流动常作为稳定流动的等熵过程进行分析。
根据稳定流动过程的能量平衡方程[式（11-13）]，由于Q=0，Ws=0，忽略位能变化的影响，则有
由于喷管的流动系等熵流动，根据机械能平衡方程[式（11-15）]的微元表形式为
即气体压力降低时，气体的流速增加。
由物理学可知，声速α是微弱扰动在气态工质中所产生的纵波的传播速度，定义为
由式（11-37）得到等熵流动过程中压力的变化与比容变化的关系为
将式（11-39）代入式（11-36），得等熵流动过程中流速变化与比容变化的关系为
由式（11-35）、式（11-36）和式（11-40）可知：在喷管中随着气体的流速增加，即du＞0，气体的焓和压力降低，而比容增大，即dH＜0，dp＜0，dV＞0。
对式（11-41）微分，得
对于喷管中气体的等熵流动，将气体比容的变化关系式（11-41）代入式（11-40）中，可得截面积变化和流速变化的关系为
式（11-42）说明：当流速小于声速，即u＜α，Ma＜1时，随着流速的增大，喷管的截面积应逐渐减小，如图11-10（a）所示，这种喷管称为渐缩形喷管。当气体的流速大于声速，即u＞α，Ma＞1时，随着流速的增大，喷管的截面积应逐渐增大，呈渐放形。因而，当气体流速由小于声速增加到大于声速时，整个喷管应该由渐缩形的前段和渐放形的后段组合而成，如图11-10（b）所示，这种喷管称为缩放形喷管。显然，在缩放形喷管的喉段，即其最小截面积处，气体的流速正好等于声速。
图11-10 等熵下喷管内介质速度与声速的关系
扩压管是利用气体流速逐渐降低而使气体压力增高的设备。扩压管也和喷管一样可看作是绝热管道，气体在扩压管中的流动可按稳态稳流的等熵流动进行分析。由式（11-40）、式（11-35）及式（11-36）可知，在扩压管中随着气流速度降低，即du＜0，有dH＞0，dp＞0，dV＜0。又由式（11-43）可知，当流速小于声速时，扩压管为渐放形，而当气流速度从大于声速降为小于声速时，扩压管应为缩放形。这种情况正好与喷管的逆过程相对应。
以上介绍的管内等熵流动的基本特性，适用于任何气体，也可用于分析水蒸气的流动过程。(www.xing528.com)
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