Скорость звука в газах и жидкостях

Т. ВВЕДЕНИЕ Скорость звука в газах и жидкостях, м/с, [c.133]

VI.5. СКОРОСТЬ ЗВУКА В ГАЗАХ И ЖИДКОСТЯХ [c.175]

Скорость звука в газах и жидкостях. В газах и жидкостях звук распространяется в виде объёмных волн разрежения — сжатия, причём процесс происходит обычно адиабатически, т. е. изменение темп-ры в звуковой волне не успевает выравниваться, т. к. за /2 периода тепло из нагретых (сжатых) участков не успевает перейти к холодным (разрежен- [c.326]

Скорость упругих волн в жидкостях и продольных волн в твердых телах превышает скорость звука в газах и зависит от сжимаемости (упругости) и плотности среды [c.319]

В газах и жидкостях распространяются только продольные волны, которые бегут от источника в трех взаимно перпендикулярных направлениях, характеризующих трехмерное пространство. Особенность этого рода звуковых волн состоит в том, что частицы среды в них колеблются относительно некоторого положения равновесия. При этом скорость звука (скорость распространения волн) существенно больше колебательной скорости частиц. [c.7]

Отметим, что из формул (5-16), (5-32) и (5-37) получаются значения о, близкие к скорости звука в газе, жидкости и твердом теле), [c.174]

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]

При скорости газа, соответствующей М > 0,3 (М = w/a, W — скорость газа, а — скорость звука в газе), в пограничном слое заметно повышается температура в результате действия сил внутреннего трения. Поэтому в расчете теплоотдачи необходимо учитывать фактор интенсивности диссипации энергии движения и сжимаемость газа В этом случае местный коэффициент теплоотдачи, вычисляемый по формулам для несжимаемой жидкости. [c.231]

В предыдущих главах мы познакомились с основными методами точного измерения скорости звука и ультразвука в газах и жидкостях — интерференционным и импульсным. Интерференционный метод, кроме того, подразделяется нами [c.466]

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]

Скорость звука и поглощение в газах и жидкостях..............36 [c.401]

Система (7.2) — (7.8) соответствует случаю дискретного распределения частиц по размерам. При непрерывном распределении в системе (7.2) —(7.8) суммы должны быть заменены интегралами. Прежде чем переходить к анализу этой системы, приведем полу-эмпирические формулы, используемые для расчета коэффициента сопротивления и числа Нуссельта. Коэффициент сопротивления зависит от чисел Ке и М,з = 1 — Ш,в /а, где а = У КТ —скорость звука в газе, а число Нуссельта — еще и от числа Рг. При малых числах Рейнольдса (Ке < 0,1) коэффициент сопротивления определяется по классической формуле Стокса, а число Нуссельта равно 2. С увеличением чисел Ке и М необходимо учитывать влияние инерционности, сжимаемости и разреженности при обтекании частицы. Для диапазона чисел Ке = 0,1- 10 стандартная кривая сопротивления сферы в несжимаемой жидкости аппроксимируется, например, формулой [200] [c.294]

При наличии релаксационных процессов энергия поступательного движения молекул в звуковой волне перераспределяется на внутренние степени свободы. При этом появляется дисперсия скорости звука, а зависимость коэфф. поглош,ения на длину волны от частоты имеет в этом случае максимум на нек-рой частоте, наз. частотой релаксации. Величина дисперсии скорости звука и величина максимального коэфф. поглощения зависят от того, какие именно степени свободы возбуждаются под действием звуковой волны, а частота релаксации, равная обратному значению времени релаксации, связана со скоростью обмена энергией между различными степенями свободы. Т. о., измеряя скорость звука и поглощение в зависимости от частоты можно судить о характере молекулярных процессов и о том, какой из этих процессов вносит основной вклад в релаксацию. Этими методами можно исследовать возбуждение колебательных и вращательных степеней свободы молекул в газах и жидкостях, процессы столкновения молекул в смесях различных газов, установление равновесия при химич. реакциях, перестройку молекулярной структуры в жидкостях, процессы сдвиговой релаксации в очень вязких жидкостях и полимерах, различные процессы взаимодействия звука с элементарными возбуждениями в твёрдых телах и др. [c.220]

В газах и жидкостях, не засоренных инородными частицами, рассеяние отсутствует и затухание определяется поглощением. Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят величину б =б/р. В случаях, когда в жидкости наблюдается дисперсия скорости ультразвука, квадратичная зависимость б от частоты нарушается (см. Приложение). [c.33]

Скорость звука в газах, так же как и скорость звука в жидкостях, определяется формулой [c.308]

Однако в жидкости скорость звука определяется взаимодействием молекул жидкости между собой и не может быть разложена на упомянутую выше сумму двух скоростей, одна из которых совпадает со скоростью звука в газе, а другая бесконечно велика. Физически подобное использование акустических измерений не оправдано. [c.199]

Измерения скорости звука в различных газах, жидкостях и однородных твердых телах показывают, что скорость звука не зависит от частоты, т. е. для звуковых волн дисперсия отсутствует. Иначе обстоит дело с ультразвуковыми волнами большой частоты. Для них обнаружена дисперсия в многоатомных газах и органических жидкостях. Дисперсия ультразвуковых волн происходит также и при распространении их в тонких стержнях, когда длина волны сравнима с диаметром стержня. В случае распространения ультразвуковых волн в металлах дисперсия наблюдается при длине волн, сравнимой с размерами кристаллических зерен. [c.226]

Так как объем газа в большой ере зависит от температуры и давления, выводы, полученные при изучении капельных жидкостей, можно распространять на газы лишь в том случае, если в пределах рассматриваемого явления изменения давления и температуры незначительны. Значительные разности давлений, вызывающие существенное измене ше плотности газов, могут возникнуть при их движении с боль пими скоростями. Соотношение между скоростью движения жидкости и скоростью звука в ней позволяет судить о необходимое и учета сжимаемости р каж- [c.15]

В случае когда во всей области движения скорость жидкости мала по сравнению со скоростью звука в этой среде, число М будет мало по сравнению с единицей и независимо от абсолютного значения скорости звука жидкость или газ при таком движении можно считать несжимаемыми. [c.12]

В п. 7, гл. V было показано, что малые упругие возмущения в жидкостях и газах распространяются со скоростью, равной скорости звука в данной среде. Все результаты, полученные в п. 7 для жидкости, полностью относятся и к газам. В механике жидкостей и газов, так же как в других разделах физики, кроме малых возмущений имеют место сильные или так называемые конечные возмущения. Обычно при малых возмущениях величина приращения какого-либо параметра мала по сравнению с его значением до появления возмущения. Например, малое возмущение давления в жидкости может быть характеризовано безразмерной величиной [c.149]

Скорость звука в газах и жидкостях. В. газах и жцд костях звук распространяется в виде объёмных волн сжатия — разряжения. Если процесс распространения происходит адиабатически (что, как правило, и имеет место), т, е. из,менвние те.мп-ры в звуковой волне не успевает выравниваться н за периода тепло из нагрё-тых (сжатых) участков не успевает перейти к холодный (разреженным), то С. з. равна с У(дР/др) , где Р давление в веществе, р — его плотность, а индекс а показывает, что производная берётся при постоянной энтронии. Эта С. з. наз. адиабатической. Выражение для С. 3, может быть записано также в одной из следующих форм [c.546]

Огношение скорости звука в газе или жидкости к скорости распространения изгибных колебаний в мембране значительно больше единицы т я п могут принимать значения О, 1, 2,. .. Поэтому неравенство (VI.3.9) может быть выполнено только для АП = 0 и гг = 0. Отсюда следует, что в данном случае в трубе могут [c.335]

При больших уровнях звука в газах и жидкостях возникают стационарные (не зависяш ие от времени) потоки, или акустические течения (в литературе иногда встречаются еш е термины звуковой ветер , или кварцевый ветер ). Эти потоки возникают как в свободном неоднородном звуковом поле, так и (особенно) вблизи препятствий различного рода, поме-П1,енных в звуковое поле или вблизи колеблюш ихся тел. Они всегда носят вихревой характер. Скорость этих потоков возрастает с увеличением интенсивности звука, но даже при наибольших интенсивностях, полученных в настояш ее время, остается меньше колебательной скорости в звуковой волне. [c.89]

Связь между атомами и молекулами в жидкостях и твердых телах значительно более жесткая, чем в газах. Поэтому скорость распространения звуковых аолн в жидкостях и твердых телах значительно больше скорости звука в газах. Например, скорость звука в воде равна 1500 м/с, а в стали 6000 м/с. [c.223]

Др. особенность У.—возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т. к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропори, квадрату частоты, УЗ-волны большой интенсивности сопровождаются рядом нелинейных эффектов. Так, для интенсивных плоских УЗ-волн при малом поглощении среды (особенно в жидкостях, твёрдых телах) синусоидальная у излучателя волна превращается по мере её распространения в слабую периодич. ударную волну (пилообразной формы) поглощение таких волн оказывается значительно больше (т. н. нелинейное поглощение), чем волн малой амплитуды. Распространению УЗ-волн в газах и жидкостях сопутствует движение среды, т. н. акустическое течение, скорость к-рого зависит от вязкости среды, интенсивности У. и его частоты вообще говоря, она мала и составляет долго % от скорости У. К числу важных нелинейных явлений, возникающих при распространении интенсивного У. в жидкостях, относится акустич. кавито1(ия. Интенсивность, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости и степени её чистоты, частоты звука, темп-ры и др. факторов в водопроводной воде, содержащей пузырьки воздуха, на частоте 20 кГц она составляет доли Вт/см . На частотах диапазона У. средних частот в УЗ-поле с интенсивностью начиная с неск. Вт/см могут возникнуть фонтанирование жидкости и распыление её с образованием весьма мелкодисперсного тумана. Акустич, кавитация широко применяется в технол. процессах при этом пользуются У. низких частот. [c.215]

Измерение скорости и поглощения ультразвука. В предыдущих главах мы познакомились с основными методами точного измерения скорости звука и ультразвука в газах и жидкостях — интерференционным и импульсным. Интерференционный метод, кроме того, подразделялся нами на метод интерферометра с бегущей волной и интерферометра со стоячими волнами. Эти методы давали возмои юсть определить также и поглощение звуковых и ультразвуковых волн. [c.385]

Рассмотрим зоны пузырьковой кавитации. Скорость звука 0 завист от объема пузырьков газа. При весьма малой концентрации пузырьков влияние их на скорость звука не проявляется. Однако это влияние быстро возрастает с ростом газосодержания и при значениях порядка 1 % объема смеси скорость звука может упасть до 20—50 м/с. При дальнейшем росте объема газа почти не меняется вплоть до полного вытеснения жидкости из смеси. Тогда скорость звука начинает быстро увеличиваться до значения скорости звука в газе [49, 199]. Сказанное позволяет предположить, что в значительных пределах изменения объемного содержания газового компонента [c.33]

В то же время будем считать ударную волну и не слишком слабой, так, чтобы можно было пренебречь эффектами, связанными с прочностью" твердого тела. Давление в теле, сжатом ударной волной, предполагаем изотропным, как в газе или жидкости. Это справедливо, когда давление велико по сравнению с пределом прочности, критическим напряжением сдвига и т. д. Скорость звука при этом определяется сжимаемостью-вещества, модулем всестороннего сжатия, точно так же как в газе и жидкости. В противном случае разгрузка описывается формулами теори упругости, о чем будет сказано в дальнейшем. [c.558]

Звуковые волны в газах н жидкостях представляют собой ВОЛНЫ сжатия и разрежения. Они возникают, например, прн малых возмущениях давления или плотности. Целью данной главы является рассмотрение общих законов распространения малых возмущений в газах и жидкостях. При распростраиенин звуковой волны скорости частнц направлены вдоль направления распространения волны, так что звук представляет собой так называемую продольную волну. [c.182]

Обратимся в этом параграфе к вопросу о поглощении звука в газе илн жидкости. Сначала рассмотрим вязкую часть поглощения звука. Как мы видели выше, плотиость потока звуковой энергии оценивается как 6 Здесь р — плотность газа, и—скорость частиц в звуковой волие, V — скорость звука. Диссипация энергии в теплоту в единичном объеме, согласно (7.47), имеет оценку [c.204]

Из формулы (26-22) также следует, что при движении газов -со скоростями, меньшими, чем скорость звука в газе, влияние сжимаемости газа неве 1Ико и им можно пренебречь, т. е. рассматривать газ как капельную жидкость. На это обстоятельство многократло указывали Н. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин. [c.448]

В жидкостях, так же как и в газах, распространяются только продольные звуковые волны (см. 51). Скорость звука в жидкос-ти можно определить, воспользовавшись формулой (52.3)-с= )/ /р, [c.225]

Здесь принято баротропическое уравнение состояния для давления в квадратичном по возмущению плотности несущей фазы приближении, причем Сю — скорость звука в невозмущепной несущей фазе, Y — показатель адиабаты в случае газа и эмпирический коэффициент в случае жидкости (для воды = 6), характеризующий ее нелинейность. [c.361]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...