ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Возбуждение молекулярных колебаний из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Для конкретных расчетов профилей следует воспользоваться уравнениями кинетики для соответствуюш их релаксационных процессов, что будет сделано для не- скольких случаев в следуюш,их параграфах. [c.381] При температурах за фронтом ударной волны порядка 1000—3000° К (в зависимости от типа молекул) диссоциация молекул очень мала, и вкладом химической энергии во внутреннюю энергию газа можно пренебречь. Уширение фронта при этом происходит в основном за счет замедленного возбуждения молекулярных колебаний. [c.381] Враш ения молекул при таких температурах возбуждаются очень быстро, в результате нескольких столкновений, так что враш,ательная энергия в каждой точке фронта волны равновесна и соответствует поступательной температуре газа в этой точке. [c.381] Параметры конечного состояния за фронтом ударной волны можно вычислить с помощью общих соотношений на фронте, задаваясь функциями (Т1) или б1 (Т1) с учетом колебательной энергии. [c.382] Надо сказать, что область применимости указанной простой формулы для ударной адиабаты двухатомного газа весьма ограничена. Если Г1 Ьу/к, то колебательная энергия не равна кТ при температурах же, заметно превышающих fev/ , становится существенной диссоциация молекул. Рассмотрим для примера ударную волну в кислороде с числом М = 7. Пусть начальная температура равна Т = 300° К. Если начальное-давление — атмосферное, скорость звука равна Со = 350 м сек, а скорость ударной волны В = 2,45 км сек. Параметры газа за скачком уплотнения равны р7со = 5,45, р7ро = 57, Г /Го = 10,5, Г = 3150° К. [c.382] Параметры в конечном состоянии за фронтом волны р1/ро = 3, р1 рд = 60, Тх То = 8,2, Г1 = 2460° К. У кислорода Ь,у1к = 2230° К Т1 немного больше этой величины, так что простой формулой для вычисления пользоваться можно (диссоциация кислорода при такой температуре и не слишком малой плотности столь мала, что ее можно не-учитывать). [c.382] Здесь бк Т) — равновесная энергия колебаний, соответствуюш ая поступательной температуре Т, а Тк — время релаксации. [c.383] С целью выяснения физической стороны дела будем приближенно считать величину иТк в релаксационной зоне постоянной и соответствзтощей некоторым средним между Т ж Т , q ж qi значениям температуры и плотности (u=Dqo/q). Такое приближение имеет смысл, так как температура и плотность меняются не сильно. Так, в нашем численном примере температура меняется в 1,28 раза, — в 1,08 раза, а плотность и скорость меняются в 1,34 раза. [c.383] Формулы (7.22), (7.23) могут служить для экспериментального определения времени колебательной релаксации. Для этой цели обычно интер-ферометрическим методом измеряют распределение плотности за скачком уплотнения и ширину фронта ударной волны (см. гл. IV). Для извлечения из опыта более точных данных изложенную простую теорию можно уточнить, учитывая квантовую зависимость колебательной энергии от температуры, переменность скорости и = и (х) ж т. д. Качественной картины распределений и порядка ширины фронта все эти уточнения, конечно, не изменяют. [c.384] Они приведены к давлению за фронтом р = 1 атм (Ах т 1/ 1), начальная температура Го = 296°. [c.384] Вернуться к основной статье