Воздух скорость звука в газе

При ф = 1 получаем скорость звука в газе при изотермическом процессе. При ф —> 0 скорость звука стремится к бесконечности, так как жидкость предполагается несжимаемой. Массовая концентрация воздуха в смеси очень мала (ф < 10 ), поэтому далее можно пренебречь этой величиной по сравнению с единицей в формулах (8.14), (8.22). Продифференцировав (8.22) по ф и приравняв производную нулю, найдем, что минимальная скорость звука достигается при концентрации, равной [c.205]

В шахтах и на производствах, где могут накапливаться вредные или взрывоопасные газы, притесняются акустические газоанализаторы, определяющие наличие газов благодаря тому, что скорость звука в газах различного состава различна. В установках по обеспыливанию применяются мощные источники звуков высоких частот, которые способствуют интенсивной коагуляции (слипанию) частичек пыли и выпадению их из очищаемого газа. В геологоразведке применяются приборы, создающие звуковые волны низких частот в земной коре и улавливающие их отражение. По этим отражениям можно судить о расположении залегающих на большой глубине слоев различных пород. Для обнаружения отдельных взрывов большой силы как в атмосфере, так и в воде и под землей служат электрические сейсмометры и приемники инфразвука в воздухе и в воде. [c.8]

Вопрос заключается в том, как уплотнить такой компрессор и как он будет работать в условиях рабочего газа, когда скорость вращения лопастей компрессора значительно выше скорости звука в газе. В шестифтористом уране скорость звука очень мала, в 4 раза меньше скорости звука в воздухе.) [c.571]

Для определения скорости сжимаемого газа (например, воздуха) при значительной скорости ) необходимо уже учитывать изменение плотности и рассчитывать связь между давлением и скоростью в трубке тока так же, как это было сделано в 105. Формулами (105.5) и (105.7) можно пользоваться для вычисления скорости по давлению, если вместо поставить — давление в критической точке. Но при очень большой скорости потока, близкой к скорости звука в газе, и эти соотношения неверны, так как при этих значениях скорости потока возникает новое явление — скачок скорости и давления перед телом, о котором будет сказано ниже, в 120. [c.366]

Эксперименты со взрывом гранат. Известно, что температура газа пропорциональна квадрату локальной скорости звука в газе. Лаборатория связи Эванса воспользовалась этим явлением для измерения температуры воздуха в верхних слоях атмосферы. Во время полета над группой звукоулавливающих установок ракета сбрасывала гранаты, которые взрывались на разной высоте. Эксперимент проводился ночью для удобства фотографирования вспышек взрыва на фоне звездного неба и точного определения их координат. Измерялось также время, соответствующее моментам взрыва гранат, и время фиксации звуковой волны в звукоприемнике. [c.332]

Из (14.5) следует, что скорость звука в воздухе (или в другом газе) не зависит от невозмущенного давления, поскольку невозмущенная плотность Ро пропорциональна этому давлению Ро- Изменение же температуры газа влияет на скорость звука согласно уравнению состояния отношение Ро/ро пропорционально абсолютной температуре следовательно, скорость звука в газе пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры. При комнатной температуре скорость звука растет примерно на 0,17% на каждый градус повышения температуры ). [c.45]

Покажите, что звуковые волны в газе удовлетворяют линейному волновому уравнению. Получите формулу для скорости звука в газе. Вычислите эту скорость для кислорода, азота и воздуха. [c.24]

Формулы (59.1) и (59.2) применимы не только для определения скорости звука в воздухе, но и в любом газе или смеси газов. Например, при 0°С скорость звука в кислороде с=315 м/с, в углекислом газе с = 258 м/с, в водороде с=1263 м/с. Такое большое значение скорости звука в водороде определяется его малой молярной массой. [c.225]

Таким образом, при скорости течения и < 0,2а, т. е, меньшей 1/5 скорости звука, влияние сжимаемости газа можно не учитывать. Скорость звука в воздухе при стандартных условиях (k == 1,4, р = 101 325 Па р = 1,2 кг/м ) согласно формуле (121) [c.102]

Впервые проблема тепловой защиты была сформулирована и получила интенсивное развитие в авиационно-космической технике в связи с решением задач гиперзвукового полета в атмосфере. При движении какого-либо тела со скоростями более чем в шесть раз превышающими скорость звука, в самом газовом потоке и на поверхности тела происходит целый ряд физико-химических превращений. В воздухе за ударной волной начинается диссоциация молекул кислорода, а затем и азота. На поверхности тела появляются очаги разрушения материала стенки. В тонком пристеночном слое выделяется тепловая энергия трения и происходит конвективный перенос тепла от газа к поверхности. [c.6]

Рис. В-1. Характер изменения температуры газа за прямой ударной волной (температуры торможения 7 ) от скорости и плотности набегающего потока воздуха. Безразмерное число Маха Моо соответствует отношению скорости потока к скорости звука в тех же условиях.

Ньютон вычислил скорость звука в воздухе при атмосферном давлении и комнатной температуре (при этих параметрах воздух с хорошим приближением можно рассматривать как идеальный газ). Однако в прямых измерениях скорости звука в воздухе было получено значение а, примерно на 20% превосходящее величину, найденную Ньютоном. [c.275]

Компоновка диффузионных ступеней в каскаде. Приведем пример компоновки в диффузионном каскаде ступеней большой производительности (рис. 8.7). Для прокачки газа здесь применены мощные многоступенчатые осевые сверхзвуковые компрессоры. Скорость звука в газообразном гексафториде очень мала 80 м/с, т. е. почти в 4 раза ниже скорости звука в воздухе. Поэтому компрессоры должны работать со сверхзвуковыми скоростями газа. [c.271]

При движении тела в газе число Маха равно отношению скорости тела V к скорости звука в газовой среде а. При М<С1 газы можно считать несжимаемыми. В воздухе сжимаемость необходимо учитывать при скоростях о>100 м/с (М>0,3). При М<1 движение называют дозвуковым, при М=1 —звуковым, при М>1 —сверхзвуковым, при М>5 — гиперзвуковым. Каждый из этих случаев имеет свои особенности. [c.113]

I. Рассмотрим сначала случай, когда скорость струи в сечении 4 4 меньше скорости звука. В этом случае никакого расширения за сечением 4 -4 нет, и потери при смешении газа с окружающим воздухом происходят согласно известной теории Борда—Карно. [c.148]

Следовательно, скорость звука в каком-нибудь определенном газе зависит только от температуры. Для воздуха средней влажности и при температуре 0°С формула (4) дает [c.352]

Найти адиабатическую сжимаемость Хад идеального газа при квазистатическом адиабатическом сжатии. Скорость звука определяется соотношением с = V ф/ф (р — плотность). Считая, что дифференцирование производится при адиабатическом изменении, вычислить скорость звука в воздухе при 1 атм и 0° С и найти ее зависимость от температуры. [c.43]

Скорость звука есть в этом случае функция только температуры. У реальных газов, близких к модели совершенного газа, вследствие различия Y и ц, скорости звука при одинаковой температуре различны. Так, при температуре 300 К и нормальном давлении скорость звука в водороде (y= 1,405) равна 1320 м/с, в гелии ( у = 1,667)—1020 м/с, в воздухе (y= 1,400)—347 м/с, а в тяжелом газе—шестифтористом уране UFg (y= 1,200)—всего 92,4 м/с. [c.24]

Для тела, движущегося со сверхзвуковой скоростью, например снаряда, летящего в воздухе, скорость скачка 17 около тела с помощью простых геометрических рассуждений можно связать со скоростью тела. Под сверхзвуковой скоростью мы понимаем скорость тела, превышающую скорость звука в окружающей среде. Этот термин, вообще говоря, ограничен достаточно низкими скоростями, пока не возбуждаются внутренние степени свободы молекул газа при прохождении их через фронт скачка и отношение удельных теплоемкостей остается постоянным. Это обычно справедливо для скоростей в воздухе, менее чем в 5 раз превышающих скорость звука. Термин же гиперзвуковая скорость обычно относится к достаточно высоким скоростям, когда возбуждаются внутренние степени свободы молекул газа и изменяется (уменьшается) отношение удельных теплоемкостей. [c.30]

Формула (215) показывает, что скорость звука в газе, т. е. скорость распространения упругих деформаций, зависит от при-)оды и состояния газа и является прямой функцией температуры. 1роцессы, связанные с большей скоростью движения газов (паров) по каналам, в которых происходит превращение потенциальной энергии сжатых газов в кинетическую энергию, широко применяются в современной технике в газовых и паровых турбинах, соплах реактивных и ракетных двигателей и др. Большими считаются скорости, близкие, равные или превышающие скорости звука в газе. Например, скорость звука в воздухе при 15° С составляет около 340 м/с. При движении с такими скоростями в потоке газа происходят большие изменения давления, температуры и плотности. [c.67]

Во всех случаях, когда отношение значительно меньше единицы, а это может иметь место тогда, когда скорость значительно меньше скорости звука в газе а, (в воздухе при р = 10000 Г/..1 2 р= 1/8 Л Гсе/с2/л = 1,4 скорость звука равна 336 лг/селг , им можно пренебречь, и тогда скорость истечения газа можно опредслигь по формуле [c.449]

Для воздуха, например, при 0° Ро Ро = S-I см 1сек , у = 1,4 и скорость импульса сжатия Со = 334 м/сек. Так как отношение Ро/ро меняется с температурой (йовышается с увеличением температуры), то скорость импульса сжатия в газе растет с повышением температуры. При неизменной температуре отношение ро/Ро Для данного газа не зависит от плотности и, следовательно, скорость распространения слабого импульса не зависит от средней плотности газа. Найденная скорость распространения слабого импульса сжатия 334 м/сек совпадает со скоростью звука в воздухе при тех же условиях. Это совпадение вполне понятно, поскольку скорость распространения с должна быть одинакова для всех слабых импульсов сжатия независимо от их формы и степени сжатия (пока оно мало). Звуковые волны можно рассматривать как ряд таких импульсов сжатия, следующих вплотную друг за другом и распространяющихся с одинаковой скоростью. Пока сжатия в звуковой волне невелики, она должна распространяться с той же скоростью, что и отдельные слабые импульсы сжатия. [c.580]

Одним из самых точных экспериментальных способов определения отношения у = Ср/С[/ является измерение скорости звука и в изучаемом газе. Найти связь между скоростью звука, отношением теплоемкостей у и изотермическим людулем упругости, если известно, что скорость звука в упругой среде и = у/к/р (К — модуль упругости и р —плотность среды). Найти скорость звука в воздухе при О С и ее зависимость от температуры. [c.47]

Для малосжимаемых жидкостей и газов при, больших изменениях давления Ар изменение плотности будет малым, а скорость звука — большой, а для сильно сжимаемых жидкостей при малых Др изменение плотности Др будет большим, а скорость звука— малой. Следовательно, характеристикой сжимаемости жидкостей и газов в состоянии покоя служит скорость звука в данной среде. Чем больше скорость звука, тем меньше сжимаемость этой среды. Очевидно, что сжимаемость воды, скорость звука в которой 1500 м/с значительно меньше сжимаемости воздуха, в котором ско--рость звука около 300 м/с. В несжимаемой среде (Др = О при Др ф 0) а = оо, т. е. малые возмущ,ения распространяются мгновенно. [c.12]

Особое значение для будущего развития аэродинамики имели работы С. А. Чаплыгина (1902 г.), а позднее О. Янцена (1913 г.) и Рэлея (1916 г.), в которых было обращено внимание на необходимость учета сжимаемости воздуха при определении его сопротивления движению тел при скоростях, близких к скорости звука. В работе О газовых струях [54], опередившей свое время примерно на три десятилетия, Чаплыгин исследовал струйные течения газа при любых дозвуковых скоростях, внеся значительный вклад в новое направление механики сплошной среды — газовую динамику. [c.289]

Результаты сравнения изменения давления по времени при движении ударной волны в воде и в смеси жидкости с пузырьками газа, полученные на описанной выше экспериментальной трубе, приведены в [13]. Из анализа, приведенного в этой работе, следует, что волна давления, распространяющаяся в жидкости при отсутстии пузырьков воздуха, является акустической и распространяется со скоростью, равной скорости звука в воде (примерно 1400 м/с), как в прямом, так и в обратном (отраженная волна) направлении. С введением незначительного по объему количества газа резко снижается скорость распространения прямой волны. За фронтом волны наблюдается интенсивный осцилляционный процесс, вызванный дисперсией и диссипацией энергии, который с течением времени затухает. Распространение отраженной ударной волны в пузырьковой смеси существенно отличается от распространения волны давления в жидкости, не содержащей пузырьков газа. Существенно возрастает амшгитуда отраженной волны по сравнению с прямой. В несколько раз возрастает и скорость распространения обратной волны по сравнению с прямой. Для безразмерной скорости распространения волны давления в газожидкостной среде однородной пузырьковой структуры в [76] получена следующая зависимость ее от отношения давления Pi во фронте волны к его значению ро в невозмущенной части среды [c.38]

В практике лабораторных исследований широкое распространение получили баллистические ударные трубы (БУТ), в которых ударник плавно разгоняется потоком расширяющегося газа, находящегося первоначально при высоком давлени Г Обзор конструкций БУТ и их особенностей содержится в [18]. Основными элементами конструкций БУТ, работающих на сжатом газе, являются камера высокого давления, содержащая рабочий газ (воздух, азот, гелий), диафрагма, отделяющая камеру высокого давления от ствола, ствол, ударник (рис. 8.3). Мишень, как правило, размещается в дульной части ствола. Поскольку скорость ударника заданной массы со/( у — 1), где со — скорость звука в сжатом газе, в качестве рабочего тела целесообразно выбирать газ с малой величиной и высокой начальной скоростью звука [18]. Для получения высоких параметров рабочего газа разработано большое количество методов (например, сжатие газа поршнем, нагрев газа энергией электрического разряда и т. д.), чем объясняется многообразие разработанных конструкций БУТ. [c.269]

Минимум скорости звука соответствует объемной концентрации газа а = 1/2. Для воды с пузырьками воздуха при обычных условиях давления р = 1 бар) этот минимум равен 20 м/с, т. е. примерно в 17 раз меньше скорости звука в воздухе (340 м/с) и в 75 раз меньше скорости звука в воде (1500 м/с). Суш,ественное отличие (а = 50 м/с) сохраняется и при 4% объемной концентрации воздуха. В цитированном обзоре Вийнгардена можно найти обобш,ения вышеуказанных формул скорости звука в газожидкостных средах, учитываюш,их разность скоростей жидкости и пузырьков газа, влияние неизотермичности процесса сжатия пузырька, наличия вязкости жидкости, частоты звуковых колебаний и других физических деталей процесса. Там Hie изложен метод расчета одномерного газожидкостного потока в сопле Лаваля и вопрос о распространении в газожидкостных сМесях возмуш,ений конечной интенсивности ). [c.106]

Как и сжимаемость, скорость звука в воздухе зависит только от температуры воздуха и не зависит от Давления. К этому выводу можно прийти и иным путем. Процесс рередачи возмущений в газе является своеобраз1ной эстафетой р ой связи между молекулами, кроме соударений в их хаотическом движении, нет. Чем выше средняя скорость молекулярного движе- ия, тем больше и скорость этой эстафеты . Но средняя скорость молекул пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры газа это, очевидно, следует отнести и к скорости звука, которая также должна увелич-иваться с повышением температуры. [c.19]

Среднее из большого числа измерений дает очень близкое к теоретическому значение = 331,5 м сек. Если предположить, что звуковые колебания происходят согласно изотермическому закону (Яг = onst), то при выводе соотношения (2,10) следовало бы положить = 1 и тогда скорость звука в воздухе составила бы 1,79-10 см сек. Эта, несогласная с опытом, величина была теоретически найдена Ньютоном. Введенная Лапласом поправка на адиабатность звуковых колебаний разрешила противоречие теории с опытом. Таким образом, опыт весьма убедительно подтверждает предположение об адиабатности процесса звуковых колебаний. Для других газов теоретически вычисленное значение скорости также прекрасно согласуется с опытом. р [c.24]

ТО скорость звука в каждом газе может быть вычислена. Вычисленная скорость звука для воздуха при 0° С равна примерно 330 м1сек, что хорошо согласуется с наблюдениями и оправдывает выбор адиабатического закона. [c.415]

Т. е. максимальная скорость истечеиия воздуха но может превосходить скорости звука в неподвижном воздухе более, чем в 2,23 раза при А =1,2 максимальная скорость газа выше [c.20]

Пример 17. Определить скорость звука в сухом воздухе ( л = = 28,96) при температуре i=60° значение показателя адиабаты принять по результатам решения примера 11 воздух рассматривать как идеальный газ, подчиняюшийся уравнению Клапейрона. [c.105]

По мере увеличения скорости движения влияние сжимаемости газа нарастает постепенно, поэтому не существует четкой границы, когда перестают действовать законы гидродинамики и необходимо применять законы газовой динамики. Обычно считают, что пренебрежение сжимаемостью начинает давать заметную ошибку, когда скорость движения газа превышает 7з скорости звука. Поскольку скорость звука в воздухе при 288° К (15° С) составляет около 340 м1сек, то для получения надежных результатов расчета в этих условиях следует пользоваться законами газовой динамики при скорости движения воздуха (или при скорости движения тела в воздухе) более 100 л/се/с. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...