Скорость звука газах

Положительные значения получаются при детонации (>.i >1), отрицательные — при нормальном горении (Xi < 1). В случае Я,1 = 1 имеем Хг = О, т. е. при движении волны со скоростью звука газ остается неподвижным, что вполне соответствует физической природе явления ). [c.230]

Физика этого явления такова. Ударная волна, повышая температуру и скорость звука газа, делает возможными более высокие скорости дефлаграции. С повышением температуры и скорости звука абсолютное значение скорости дефлаграции Чепмена — Жуге возрастает. Поэтому скорости, запрещенные относительно невозмущенного газа, становятся возможными относительно газа, сжатого в ударной волне. [c.409]

Т. е. при движении волны со скоростью звука газ остаётся неподвижным, что вполне соответствует физической природе явления ). [c.179]

Для значительного сжатия жидкостей (и твердых тел) нужны давления в сотни тысяч атмосфер и выше. Поэтому в обычных условиях жидкость можно рассматривать как несжимаемую среду. Скорости течения жидкости при малых изменениях плотности гораздо меньше скорости звука, которая является масштабом скорости, характеризуюш,им сплошную среду. При небольших изменениях плотности и движениях, медленных по сравнению со скоростью звука, газ также можно считать несжимаемым и описывать его движение при помош и гидродинамики несжимаемой жидкости. Однако заметные изменения плотности и скорости течения, сравнимые со скоростью звука, в газах, в отличие от жидкостей, достигаются сравнительно легко при перепадах давления порядка величины самого давления, т. е. при Ар 1 атм, если начальное давление газа атмосферное. В таких условиях необходимо учитывать сжимаемость вещества. Уравнения газовой динамики тем и отличаются от уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости, что в них учтена возможность больших изменений плотности веществ. [c.13]

Таким образом, критическая скорость газа при истечении равна местной скорости звука и выходном сечении сопла. Именно это обстоятельство объясняет, почему в суживающемся сопле газ не может расшириться до давления, меньшего критического, а скорость не может превысить критическую. [c.48]

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]

Если распространение звуковых волн в идеальном газе происходит изотермически, то модулем упругости будет давление р и скорость звука будет равна [c.73]

Недавно были предложены другие методы определения R, в частности метод, основанный на измерении скорости звука в газе [4]. Скорость звука Со в идеальном газе при температуре То определяется выражением [c.27]

До сих пор не говорилось о том, каким образом может быть измерена скорость звука. Выше мы обращали внимание на отклонение свойств газа от идеального состояния и отмечали, что скорость Со относится к безграничному пространству. На практике, особенно в области низких температур, скорость звука измеряется в относительно небольшой колбе, которая должна иметь постоянную температуру. В настоящее время наиболее точные измерения скорости звука осуществляются при помощи акустического интерферометра с цилиндрическим резонатором. Акустические волны возбуждаются в трубе излучателем, расположенным на ее конце длина волны находится измерением перемещения отражателя между соседними резонансными максимумами. Положение стоячих волн определяется по импедансу излучателя. В этом состоит одна из трудностей акустической термометрии по сравнению с газовой. В газовой термометрии измеряемые величины, объем и давление, являются величинами статическими, хотя и существуют проблемы, связанные с сорбцией, о которой говорилось выше. В акустической термометрии измеряемые величины носят динамический характер — это акустический импеданс излучателя, например, при 5 кГц, вязкость и теплообмен со стенками трубы. Все это оказывается источником специфических трудностей при измерении, и для правильной интерпретации результатов измерения необходимо полное понимание физической сущности процессов распространения акустических волн. [c.101]

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]

Можно доказать, что критическая скорость равна скорости звука в газе при критических параметрах и v . [c.206]

Из физики известно, что величина а = ]/определяет скорость звука в газе в выходном сечении суживающегося канала, или критическая скорость при истечении газа равна местной скорости звука (в данном сечении), т. е. [c.207]

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]

Отсюда следует, что скорость истечения в выходном сечении суживающегося канала не может быть больше местной скорости звука в газе (рис. 13-6). [c.207]

Число Маха представляет собой отношение скорости потока к скорости распространения в нем звука. Если М<1 (признак медленных течений газа), скорость потока меньше скорости звука, если М = 1, скорость потока равна скорости звука, если М>1, скорость потока больше скорости звука. [c.439]

На рис. 2.13 показаны зависимости эффекта охлаждения от комплекса С [28]. Несколько путанное изложение материала работы не позволяет рекомендовать выражение (2.25) для гарантированного расчета. Кроме того, и в этой методике анализ влияния теплофизических свойств газа сводится к произведению к Re, по сути определяющему скорость звука при известной температуре газа. [c.60]

Сжимаемость газа приводит к глубоким качественным изменениям при больших скоростях. Наступает такой режим течения, когда при постоянном давлении на входе и понижении давления на выходе расход газа достигает максимума и затем остается постоянным — на выходе из пористого материала устанавливается режим истечения со скоростью звука. [c.24]

При высоких скоростях течения в пористых материалах могут стать заметными потери давления на перестройку течения охладителя на входе и выходе матрицы в связи с резким изменением проходного сечения. Причем выходные потери всегда больше входных из-за меньшего давления газа. На основе расчетов в [8] показано, что потерями давления на выходе, а следовательно, и на входе можно пренебречь почти до наступления звукового истечения, а точнее - до достижения величины расхода охладителя, составляющей 0,92 от величины расхода в режиме достижения скорости звука на выходе из пористого материала. Эти результаты подтверждаются экспериментальными данными, которые показывают также, что для пористых металлов толщиной более 2 мм входными и выходными потерями можно пренебречь. [c.24]

Кроме того, приведенные выше рассуждения показывают, что для сопел с одинаковыми входными, минимальными и выходными сечениями, работающих при одинаковых температурах и давлении во входном сечении и одинаковых давлениях на срезе, скорости звука и скорости в горле для данной смеси газа с частицами зависят от длин и профилей сопел ). [c.302]

Рассмотрим движение газа через сопло. Поскольку оно предназначено для увеличения скорости потока, то do >0 и знак у ilF онреде.аястси отношени-е.м скорости потока к скорости звука в данном сечении. Если скорость потока мала (с/а<1), выражение в скобках в уравнении (5.25) отрицательно и df < <0 (сопло суживается). Если же с/а> >1, то dF>0. I.e. сопло должно расширяться. [c.49]

Рассмотрим теперь движение газа через диффузор — канал, в котором давление повышается. за счет уменьшения скоростного напора (dt< 0). Из уривне ния (5.25) следует, что если с/о<1, то dF>0, т. е. если скорость газа при входе в канал меньше скорости звука, то диффузор должен расширяться по направлению движения газа так же, как при течении несжимаемой жидкости. Если же скорость газа на входе в канал больше скорости звука (с/а>1), то диффузор должен суживаться (df<0). [c.49]

В термометрии по абсолютным изотермам или в методе ГТПО, которые основаны на законе Бойля, необходимо знать в первом случае количество молей газа в газовой колбе, а во втором — значения второго, а возможно, и третьего вириаль-ного коэффициента. Выше отмечалось, что развитие газовой термометрии на основе зависимости температуры от какого-либо интенсивного свойства газа позволяет получить существенные преимущества. Такими свойствами газа могут быть скорость звука, коэффициент преломления и диэлектрическая проницаемость. Метод будет первичным (см. гл. 1), если для измеряемой величины и термодинамической температуры можно написать зависимость, в которую входят только То, R, к п другие постоянные. Эти постоянные не должны зависеть от термодинамической температуры. Из трех методов, которые основаны на измерении перечисленных интенсивных свойств, наиболее развита акустическая термометрия, поэтому рассмотрим ее прежде всего. [c.98]

Рассмотрим цилиндрический акустический интерферометр с площадью поперечного сечения А, заполненный газом со средней плотностью р, в котором скорость звука равна с. Обозначим акустический коэффициент затухания через а, длину волны — через Л, волновое число к=2п1Х и / г и Нг — коэффициенты отражения соответственно отражателя и излучателя, которые в общем случае могут быть комплексными. Сумма механического импеданса излучателя Zt и газа ZL(l) составляет полный импеданс Z(l), где I — длина полости, поскольку и сам излучатель, и газовый столб влияют на величину скорости. [c.102]

Пусть движение газа осуществляется через суживающееся сопло ф<0. Из уравнения (13-24) следует, что знак величины df в этом случае противоположен знаку (а" — w ). Если (а — ш )>0 и w a, тогда d/<0 по направлению движения газа сечение сопла должно уменьшаться и скорость газа будет меньше местной скорости звука. Если (а — и )< 0 и ш>а, то по направлению движения газа сечение сопла должно увеличиваться и скорость газа будет больше местной скорости 13рука. В самом узком сечении сопла скорость движения газа будет равна скорости звука, что и является предельным значением скорости газа при его адиабатном истечении из суживающегося сопла. Для получения сверхзвуковых скоростей газа Б соплах необходимо, чтобы они имели сначала суживающуюся часть, а затем расширяющуюся. [c.209]

Скорость звука в идеальном газе определяется уравнением а = Ykvp YkRT, или a = kRT, отсюда уравнение (27-27) принимает внд [c.438]

Условие (5.5.4), при котором выполняется гомобаричность, реализуется в широком классе задач в газовой фазе, когда скорости гораздо меньше звуковых, ибо для газа скорость звука g [c.266]

На процесс энергоразделения в вихревых трубах влияют теплофизические свойства индивидуальных веществ и их смесей, используемых в качестве рабочего тела. Пожалуй, одним из основных свойств газов является отношение теплоемкостей к = Ср/С,, учитывающее индивидуальность газа и число атомов в его молекуле. При прочих равных условиях он определяет среднюю скорость теплового движения молекул в различных газах, а также скорость звука, которые зависят от молярной массы газа. Очевидно, что при анализе неббходимо проводить одновременный учет совокупного влияния кн Яна термодинамическую эффективность вихревых труб. [c.58]

В данной работе рассматривается определение газодинамических параметров в канале в момент выхода из него тяжелого аппарата, когда скорость выхода аппарата значительно меньше скорости звука в газе, а изменение давления в канале при его опорокнении в атмосферу после выхода аппарата. Задача определения параметров газа в канале в момент выхода тякелого аппарата может быть рассмотрена в квазиитавдонарной постановке /1-3/ с использованием известных соотношений для адиабатического процесса /4/. В этом случав изменение давления гааа в канале описывается уравнением [c.47]

Из уравнения (6.53) находится скорость звука аур в смеси газ — твердые частицы, определяемая как = dPld (р + рр) и [c.289]

Таким образом, если трение на стенках существенно, число Маха в горле становится еще меньше. Клигель и Никерсон [4211 теоретически определили число Маха газа в горле, вычисленное по скорости звука в газе, которое оказалось равным 0,8. [c.302]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...