Скорость звука среде

Если рассмотреть течения вязкой сжимаемой теплопроводной жидкости в зависимости от числа Маха (этот параметр характеризуется отношением скорости течения к скорости звука среды), то при изменении этой величины различают дозвуковые течения (0< <Л1<1), трансзвуковые (Л1 1), сверхзвуковые и гиперзвуковые (7И>1 и 1). [c.62]

Действительно, как известно из физики, импульс давления (упругие колебания) распространяется в сжимаемой среде со скоростью звука, поэтому когда скорость истечения меньше скорости звука, уменьшение давления за соплом передается по потоку газа внутрь канала с относительной скоростью с- -а и приводит к перераспределению давления (при том же значении давления газа р1 перед соплом). В результате в выходном сечении сопла устанавливается давление, равное давлению среды. [c.48]

Если же скорость истечения достигнет скорости звука (критической скорости), то скорость движения газа в выходном сечении и скорость распространения давления будут одинаковы. Волна разрежения, которая возникает при дальнейшем снижении давления среды за соплом, не сможет распространиться против течения в сопле, так как относительная скорость ее распространения (а — с) будет равна нулю. Поэтому никакого перераспределения давлений не произойдет и, несмотря на то что давление среды за соплом снизилось, скорость истечения останется прежней, равной скорости звука па выходе из сопла. [c.48]

При более низком давлении за соплом можно получить режим, изображенный на рис. 5.4, б. В этом случае скорость на выходе из сопла равна скорости звука в вытекающей среде. Внутри сопло по-прежнему должно суживаться (df<0), и только в выходном сечении dF— 0. [c.49]

Полученное выше выражение для с представляет собой скорость звука в трубе интерферометра. Чтобы перейти к скорости звука в неограниченной среде, необходимо рассмотреть теорию [c.104]

При достаточно высоких частотах акустическая длина волны становится настолько малой, что начинает приближаться к длине свободного пробега молекул газа. В этом случае основное уравнение для с (3.36) и уравнения для ак-г и ао перестают выполняться, так как все они получены в предположении, что газ представляет собой непрерывную среду. Согласно кинетической теории, тепловая скорость молекул в газе имеет тот же порядок, что и скорость звука. Таким образом, если длина звуковой волны по порядку величины приближается к средней длине свободного пробега, то звуковая частота должна приближаться к частоте соударений между молекулами. Это очень высокая частота порядка 10 Гц, так как средняя длина свободного пробега при комнатной температуре составляет величину порядка 100 нм. В акустической термометрии столь высокие частоты никогда не применяются, самая высокая частота, на [c.105]

Последнее позволяет объяснить, почему в суживающемся канале газ не может расширяться до давления меньше критического, а скорость не может превысить критическую. Действительно, как известно из физики, импульс давления распространяется в материальной среде со скоростью звука, и поэтому, когда скорость истечения будет меньше скорости звука (критической скорости), уменьшение внешнего давления передается по потоку газа внутрь канала и приводит к перераспределению давления в канале. В результате в выходном сечении канала устанавливается давление, равное давлению среды. Если же скорость истечения достигнет скорости звука (критической скорости), то скорость движения газа и скорость распространения давления будут одинаковы и никакое уменьшение внешнего давления не сможет повлиять иа распределение давлений внутри канала. Оно будет постоянным, а следовательно, будет неизменным, и давление в выходном сечении канала независимо от величины внешнего давления. [c.207]

Используя модель пористой среды в виде капилляров постоянного поперечного сечения, можно получить следующие параметрические соотношения для определения толщины слоя 5 и отношения дарения Pi на входе к давлению на выходе, при котором на выходе из матрицы поток достигает скорости звука [c.24]

Автором недостаточно полно рассмотрены особенности движения двухфазной или двухкомпонентной среды с большими скоростями при высоких концентрациях жидкой (твердой) фазы. Особенно сложной и вместе с тем практически и теоретически важной является проблема течений двухфазных сред при больших скоростях, так как при таких течениях возникают различные структурные изменения, кардинально влияющие на гидромеханические, тепловые и акустические свойства среды. Хорошо известен, например, факт резкого снижения скорости звука при переходе потока парожидкостной смеси к пробковой, пенообразной и пузырьковой структурам. Известно также, что переход от пузырьковой структуры к чистой жидкости в потоках больших скоростей, как правило, сопровождается мощными скачками уплотнения (конденсации). К числу весьма важных вопросов необходимо отнести проблемы устойчивости упомянутых структур, условий и критериев перехода от одной структуры к другой. [c.7]

Скорость звука в упругой среде (в том числе и в аэрозолях) принципиально невозможно определить из уравнения одномерного стационарного течения.— Прим. реЭ. [c.301]

Одной из экстремальных характеристик в плоскости а, О является прямая а = -к 12. В работе [34] выяснено, что поверхность перехода через скорость звука, опирающаяся на некоторый контур и являющаяся одновременно характеристической поверхностью, обладает минимальной площадью среди всех поверхностей, опирающихся на тот же контур. В осесимметричном случае такими поверхностями могут быть либо плоскости перпендикулярные к оси симметрии, либо поверхности, образующие которых являются цепными линиями. Во втором случае угол 9 меняется на характеристике. Следовательно, упомянутая экстремаль в плоскости Хуу должна быть цепной линией. Однако, трудно ожидать, чтобы в окрестности всякой характеристической поверхности, на которой а = я /2, существовало решение задачи Коши или некоторой краевой задачи. Этот вопрос представляет собой предмет самостоятельного исследования. Здесь можно указать, что в осесимметричном изэнтропическом случае, когда газ является совершенным, такое решение не существует. [c.88]

Это значит, что если в некоторый момент / = О в некоторой точке жидкости ее плотность имеет определенное значение, то через промежуток времени t то же самое значение плотность имеет на расстоянии t вдоль оси х от первоначального места (и то же самое относится ко всем остальным величинам в волне). Мы можем сказать, что картина движения распространяется в среде вдоль оси X со скоростью с, называемой скоростью звука. [c.352]

Как было указано в начале 67, приближение геометрической акустики соответствует случаю достаточно малых длин волн, т. е. больших значений волнового вектора. Для этого, вообще говоря, частота звука должна быть достаточно велика. Однако в акустике движущихся сред последнее условие становится не обязательным, если скорость движения среды превосходит скорость звука. Действительно, в этом случае k может быть большим даже при равной нул.ю частоте из (68,1) получаем при (0 = 0 уравнение [c.372]

При выводе уравнений звуковой волны в 64 предполагалось, что волна распространяется в однородной среде. В частности, плотность среды ро и скорость звука в ней с рассматривались как постоянные величины. Имея в виду получить некоторые общие соотношения, применимые и в общем случае произвольной неоднородной среды, выведем предварительно уравнение распространения звука в такой среде. [c.410]

В заключение этого параграфа необходимо сделать замечание, аналогичное замечанию в конце 82. Там было отмечено, что среди различных возмущений состояния движущегося газа исключительными по своим свойствам являются возмущения энтропии (при постоянном давлении) и ротора скорости. Эти возмущения покоятся относительно газа, а не распространяются со скоростью звука. Поэтому поверхности, на которых испытывают какой-либо слабый разрыв непрерывности энтропия и ротор скорости ), покоятся относительно газа, а относительно неподвижной системы координат переносятся вместе с самим газом. Такие разрывы мы будем называть тангенциальными слабыми разрывами-, они проходят через линии тока и в этом отношении вполне аналогичны сильным тангенциальным разрывам. [c.502]

Таким образом, мы приходим к выводу, что если на входе трубы скорость газа меньше скорости звука, то движение остается дозвуковым и на всем дальнейшем ее протяжении. Скорость, равная местной скорости звука, если и достигается вообще, то только на выходном конце трубы (при достаточно низком давлении во внешней среде, в которую выпускается газ). [c.509]

Формула (94) показывает, что скорость звука зависит от вида уравнения состояния среды р = р(р). Так, например, замечая, что скорость звука велика по сравнению со скоростью отвода тепла, образованного сжатием газа при прохождении звуковой волны через данную точку, считают процесс сжатия газа адиабатическим и используют известную из курса физики формулу [c.153]

Предположение о несжимаемости среды, в частности жидкости в гидродинамике и гидравлике, оправдываемое большой скоростью распространения звука в ограниченной области течения при сравнительно малых скоростях движения среды, приводит к бесконечной скорости распространения звука [c.153]

На создание ударной волны расходуется часть энергии движущегося тела. Этот новый вид сопротивления среды, которое возникает при быстром движении тел, называется волновым сопротивлением. При скоростях, превышающих скорость звука, этот вид сопротивления имеет решающее значение. Величина волнового сопротивления зависит от формы не задней (как в случае обтекания), а передней части тела. Для ослабления возникающей ударной волны, а значит и волнового сопротивления, передняя часть тела (у которой возникает ударная волна) должна быть заострена. Например, у самолетов, летающих со сверхзвуковыми скоростями, передняя кромка крыльев делается гораздо более тонкой, чем у самолетов, скорости которых меньше скорости звука. [c.585]

Движение источника звука, сопровождающееся изменением расстояния от источника до приемника, приводит к изменению частоты принимаемого звука. Это связано с тем, что скорость распространения звуковой волны в среде не зависит от скорости движения источника. Поэтому, если источник звука движется от приемника со скоростью V см/сек, то за единицу времени мимо приемника пройдут не все максимумы и минимумы волны, излученные за это время источником, а только часть их приемник отметит меньшее число колебаний, чем создает источник. Убедиться в этом можно при помощи следующего элементарного расчета. Пусть источник в начале секунды находился на расстоянии с см от приемника, причем с см сек — скорость звука в среде. Тогда через секунду он будет находиться на расстоянии (с+ v) см. На этом расстоянии уложатся все / максимумов, которые за одну секунду созданы излучателем (/ — частота колебаний излучателя). Но за одну секунду до приемника дойдут не все максимумы, а только часть их, расположенная на расстоянии с см. Следовательно, приемник отметит меньшую частоту /, причем /7/ = с/ (с + и), откуда [c.731]

Колеблющаяся таким образом пластинка возбуждает ультразвуковые волны в окружающей среде )— воздухе, воде. Так как скорость звука в среде — не только в воздухе, (ш и в воде — в несколько раз меньше, чем в кварце, то длина возбуждаемой в среде волны будет соответственно меньше, чем в кварце, т. е. в несколько раз меньше, чем 2d. [c.745]

При М < 1 - режим истечения высоконапорной среды дозвуковой, т.е. скорость течения среды меньше скорости распространения в ней звука при М = 1 режим истечения звуковой и при М > 1 - сверхзвуковой. Скорость среды в потенциальном ядре струи при М < 1 выражается формулой [31-33] [c.104]

Скорость звука в пузырьковой среде невелика и может достигать 7,6-20 м/с [20-22]. [c.145]

Скорость звука v — фазовая скорость звуковых волн в упругой среде. Скорость звука выражается в метрах в секунду и имеет размерность [c.158]

При распространении УЗК встречают на своем пути ) а-стки с различным акустическим сопротивлением z = С-р (произведение плотности на скорость звука). При прохождении продольной волны С из одной среды I в другую II под углом р на границе имеют место сложные явления — отражение, трансформация (расщепление), преломление (рис. 6.20). При этом образуются отраженная продольная и поперечная волна и преломленная продольная и поперечная волна. [c.170]

Впереди тела, движущегося в среде со скоростью, большей скорости звука в ней, находится головной участок ударной волны. У тел, им.еющих заостренную форму, головной участок ударной волны располагается очень близко к острию (рис. 192). Если тело имеет затупленную форму, то ударная волна отрывается от движущегося тела и распространяется впереди него (рис. 193). Перед головным участком ударной волны находится невозмущенная область /, а за фронтом этой волны — возмущенная область 2. Когда ударная волна доходит до какой-либо частицы среды, ее скорость возрастает скачком. Если в трубе слой сжатого газа между ударной волной и поршнем все время возрастает, то в данном случае, когда нет стенок, частицы сжатого газа непрерывно расходятся в стороны, освобождая место для движущегося тела. Поэтому слой газа между фронтом ударной волны и равномерно движущимся телом имеет постоянную толщину. Частицы газа, поступающие в этот слой, непрерывно расходятся пз него в стороны, вызывая возмущения в окружающей среде. [c.240]

Когда скорость движения тела больше скорости звука в среде, то ее принято характеризовать отвлеченным числом, называемым числом Маха [c.242]

ДОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ газа — течение, при к-ром во всей рассматриваемой области скорость движения среды V меньше местиой скорости распространения звука а. Если во всём поле течения v a, то при епи-саыни течения можно пренебречь сжимаемостью среды, т. е. измсиеиием её плотности. Если же местная скорость может достигать величин, близких к скорости звука, среду уже нельзя рассматривать как несжимаемую. Скорости газовых течений обычно характеризуют Маха числом M vja, тогда Д. т. определяется условием JW<1, а сверхзвуковые течения — условием Л/>1. [c.8]

С полющью приведенных выше соотношений, в частности уравнения (6.47), можно вычислить скорость звука и другие кажущиеся термодинамические свойства системы с заданным распределением частиц по размерам [731]. Рассмотрим в качестве примера систему с частицами одного размера, полагая для простоты Кт = 1- Если непрерывная среда представляет собой совершен- [c.288]

Скорость звука относительно среды зависит только от механических свойств этой среды и совсем не зависит от скорости движения источника относительно среды. Это чем-то напоминает движение предметов на ленте конвейера. Независимо от того, как быстро вы бежите параллельно ленте в момент, когда кладете на нее предмет, скорость этого предмета, как только он лег на ленту, будет в точности равна скорости движения самой ленты конвейера. Если имеется какая-то определенная среда, то определенной является и скорость звука Узв в этой СрбДб. Известно следующее соотношение между длиной волны, частотой и скоростью распространения волнового процесса [c.324]

Это соотношение очевидно, когда Узв — постоянная величина, так как vr — это число полных колебаний, совершаемых за секунду, а Як — расстояние (скажем, в сантиметрах), проходимое волной за время каждого из этих колебаний. Таким образом, число сантиметров, проходимое волной за секунду, выражается произведением Xrvr. Скорость звука определяется плотностью и упругими постоянными среды. Если мы используем волны с частотой V/ , то длина волны Xr однозначно определяется из уравнения (12). Более подробно упругие волны рассматриваются в т. III. [c.324]

Проследим за изменением режима вытекания газа при уменьшении давления ро внешней среды, в которую газ выпускается. При уменьшении внешнего давления от значения, равного давлению ро в сосуде, и вплоть до значения р одновременно с ним падает также и давление pi в выходном сечении трубы, причем оба эти давления (pi и ре) остаются равными друг другу другими словами, все падение давления от ро до внешнего происходит внутри сопла. Выходная. же скорость и, и полный расход газа Q = y,Smiii монотонно возрастают. При р = р выходная скорость делается равной местному значению скорости звука, а расход газа — значению Qmax-При дальнейшем понижении внешнего давления выходное давление перестает падать и остается все время равным р падение же давления от р до ре происходит ун е вне трубы, в окружающем пространстве. Другими словами, ни при каком внешнем давлении падение давления газа в трубе не может быть ббльш им, чем от ро до р так, для воздуха (р , = 0,53 Ро) максимальное падение давления составляет [c.504]

Возникает вопрос о границах устойчивости описанного режима по отношению к малым возмущениям — условиях реального его существования. Благодаря малости скорости движения газа по сравнению со скоростью звука, при исследовании устойчивости фронта пламени можно рассматривать газ как несжимаемую идеальную (иевязкую) среду, причем нормальная скорость распространения пламени предполагается заданной постоянной величиной. Такое исследование приводит к результату [c.665]

Начнем с обычного звука в нематиках. Легко видеть, что в пределе достаточно длинных волн (т. е. достаточно малых значений fe) поправки к скорости звука, связанные с наличием новой динамической переменной, малы, так что скорость звука дается прежней простой формулой (42,1). Представим директор в колеблющейся среде в виде п = По + Sn, где По — постоянное вдоль среды невозмущенное значение, а 6п — малая переменная часть (поскольку = п = I, то побп = 0). Сравнение левой стороны уравнения (40,3), с первыми двумя членами в его правой стороне показывает, что kv, т. е. 8п vie (член же N = Ыу в рас- [c.219]

Как известно, в пластинке кварца или турмалина можно возбудить механические колебания очень большой частоты (до 10 Гц). Такад колеблющаяся пластинка излучает упругие (ультра-акустические) волны, которые со скоростью звука распространяются в окружающей среде. Поместив колеблющийся кварц в какую-нибудь жидкость, например ксилол, мы получим ультраакустичес-кне волны в этой жидкости. Упругая волна в жидкости есть волна [c.232]

Следует иметь в виду, что перечисленные причины, обусловливающие зависимость показателя преломления от мощности излучения, обладают разной степенью инерционности. В случае, например, стрикционного механизма нелинейности световое поле задает собственно силу, действующую на среду, и для возникновения неоднородности, т. е. смещения частиц, необходимо оцределенное конечное время. В конденсированной среде, следовательно, стрикция вызывает уплотнение в результате распространения упругой волны, и время, за которое устанавливается стационарное распределение плотности, по порядку величины определяется отношением радиуса а поперечного сечения пучка к скорости звука Оз . Если принять а= 0,25 мм, Пз = 1,5 км/с, то 10 с. Инерционность [c.834]

Каждое из этих двух движений, взятое по отдельности, характеризует движение простой волны, а совокупность их (98) или, что то же самое, (96)—наложение двух двилсущихся навстречу друг другу волн с равными по абсолютной величине скоростями ао каждая ). Контуры этих волн определяются видом функций fi(ii) и /2(12) в частности, волны могут быть синусоидальными, описывающими колебательный процесс возмущений скорости, плотности или давления в газе. К таким процессам относится распространение звука в газе с характерной для него последовательностью повышений и понижений давления в данной точке. В связи с этим принято скорость распространения малых возмущений в среде коротко называть скоростью звука. Процессами распространения звуковых волн за- [c.152]

Источником звука является всякое тело, колеблющееся с частотой, лежащей в пределах звукового диапазона, и возбуждающее в окружающей упругой среде (обычно в воздухе) звуковые волны. Этот процесс возбуждения волн в окружающей среде носит название излучения волн. Различные тела в разной степени обладают способностью излучать звуковые волны. Например, колеблющийся камертон сам по себе излучает очень слабо. Это объясняется малыми размерами ножек камертона и характером их колебаний. Как и в случае отдельного импульса ( 134), колеб пощаяся ножка камертона вызывает сжатие воздуха с одной стороны и в то же время разрежение — с другой. Вследствие того, что выравнивание давления в воздухе происходит со скоростью звука, эти сжатия и разрежения в сильной степени компенсируют друг друга. Вместо того, чтобы возбуждать упругую волну в окружающем воздухе, колеблющаяся ножка камертона лишь перекачивает прилегающие к ней слои воздуха с одной стороны на другую. Звуковые волны возбуждаются только постольку, поскольку это перекачивание происходит не полностью. [c.738]

Используя уравнения (5.1)-(5.14), рассчитываются основные параметры процесса кавитации в сопле Вентури, такие как скорость потока в критическом сечении сопла и в любой точке кавитационной области (Р, статическое давление в области кавитации 7 ,,, массовый расход через любое произвольное взятое сечение области кавитации, обьемный расход двухфазной среды, из которой состоит область кавигации, плотность двухфазной среды р в любом произвольно взятом сечении области кави тации, объемная концентрация газовой фазы, массовые расходы жидкой 7 и газовой С фаз, полное давление потока Р в произвольнее взятом сечении области кавитации, местная скорость звука а в любой точке области кавитации, длина 5 области кавитирующей жидкости. [c.149]

Далее рассчитываются геометрические размеры сопел струйных аппаратов. При режиме истечения высоконапорной газообразной среды, выражаемым через число Маха, М < 1 диаметр отверстия с/ выхода лсмнискантного сопла (рис. 9.1.1 1), при М = 1 диаметр отверстия <7 этого же сопла рассчитывается из выражения (9.1.12), при М > I рассчитываются плотность р р газообразного потока в критическом сечении сопла Лаваля (см. рис. 9.1,6) по формуле (9.1.14), скорость звука в потоке, протекающем через критическое сечение сопла, - по формуле (9.1.15), диаметр б р критического сечения сопла Лаваля - по выражению (9.1.13), приведенная скорость X - (9.1.17), диаметр струи с1 - по (9.1.16) и диаметр отверстия выхода d сопла Лаваля -по (9.1.18). Если высоконапорная среда является жидкостью, т.е. М = 0, то диаметр отверстия выхода сопел коноидального типа (рис. 9.8,е, г) рассчитывается по формуле (9.1.19). [c.228]

Формуда (бО.б) одинаково применима для плоских и сферических звуковых волн. Если не учитывать поглощения звука средой, то в случае плоских волн интенсивность звука нс должна изменяться с расстоянием. В сферических волнах амплитуды смещения частиц среды, их скорости и звукового давления убывают как величины, обратные первой степени расстояния от источника звука. Поэтому в случае сферических волн интенсивность звука убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника зву1Щ. [c.228]

Когда источник и приемник неподвижны, а движется сама среда, то ее скорость складывается со скоростью звука в покоящейся среде, если звук распространяется в том же направлении, в котором она движется, и вычитается — в случае противоположного движения. Поэтому, измеряя скорость звука в потоке газа пли лгидкости, можно определить и скорость самого потока. [c.238]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...