Гиперзвук скорость

ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ГИПЕРЗВУКОВ. СКОРОСТЯХ ВХОДА [ГЛ. 10 [c.342]

В этой главе будут рассмотрены процессы теплоотдачи при сравнительно небольших скоростях (примерно М<5) и невысоких температурах, когда диссоциация и ионизация газа и абляция не имеют места. Течения при 1<М<5 будем называть сверхзвуковыми, а при М>5— гиперзвуков ы ми. [c.250]

Исследования тонкой структуры линий рэлеевского рассеяния в ряде жидкостей показывают, что для таких жидкостей, как бензол, четыреххлористый углерод, сероуглерод, имеет место дисперсия гиперзвука. Так при температуре 20° С скорость ультразвука в бензоле составляет 1324 я сек., а скорость гиперзвука — 1470 20 мкек, [c.306]

Эксперименты по измерению скорости гиперзвука в ряде жидкостей методом изучения рассеяния света в жидкостях были осуществлены И. Л. Фабелинским с сотрудниками в Физическом институте АН СССР. [c.306]

В некоторых случаях скорость гиперзвука измерялась при помощи спектрографа с дифракционной решеткой [И]. [c.135]

Исследования тонкой структуры линии рэлеевского рассеяния в ряде жидкостей показали, что для таких л<идкостей, как бензол, четыреххлористый углерод, сероуглерод и т. д., имеет место заметная дисперсия скорости на гиперзвуковых частотах. Так, при 20°С скорость ультразвука в бензоле составляет 1324 м/с, а скорость гиперзвука — 1470 20 м/с относительное изменение скорости (Ас/с) 10-1=10%. [c.46]

Если один из граничащих кристаллов обладает пьезоэффектом, то наряду с механическими граничными условиями необходимо учитывать граничные условия для электромагнитного поля, заключающиеся в непрерывности касательных компонент напряженности электрического поля и нормальных компонент индукции. Построения рис. 9.5 в этом случае следует дополнить поверхностями рефракции для электромагнитных волн, которые практически стягиваются в точку из-за больших значений фазовых скоростей света. Это означает, что распространяющиеся электромагнитные волны при падении акустических волн на границу раздела возникают только в том случае, когда падение нормально (при отклонении падающей волны от нормали электромагнитные волны становятся неоднородными). Справедлива и обратная ситуация — возникновение преломленных и отраженных акустических волн в случае нормального падения электромагнитной волны. Рассмотренные явления могут быть использованы для прямого возбуждения и детектирования гиперзвука электромагнитными волнами СВЧ-диапазона. Однако эффективность такого преобразования по порядку величины равна D/ 10 т. е. довольно мала [9] ). Более эффективным оказывается возбуждение гиперзвука стоячими электромагнитными волнами, которое обычно осуществляется с помощью СВЧ-резонаторов 18,131, [c.227]

Упругие волны в жидкостях и газах, как, впрочем, и в твердых телах, называются акустическими, а раздел физики, который их изучает — акустикой. Частоты этих волн лежат в диапазоне от долей герца (инфразвук) до 10 Гц (гиперзвук). Этим частотам соответствуют длины волн X от десятков километров до нескольких ангстрем. Значения скоростей (фазовых и групповых) для разных сред лежат в диапазоне от долей до десятков км/с. [c.98]

УЗ-вые волны затухают значительно быстрее, чем волны более низкочастотного диапазона, т. к. коэфф. классического поглощения звука (на единицу расстояния) пропорционален квадрату частоты. В низкочастотной области коэфф. релаксационного поглощения также растёт пропорционально квадрату частоты, однако при повышении частоты этот рост замедляется и коэфф. поглощения стремится к постоянной величине. Область, где наблюдается такое изменение хода коэфф. поглощения, наз. релаксационной, а средняя её частота — частотой релаксации. Величина, обратная частоте релаксации,— время релаксации — характеризует процесс перераспределения энергии внутри вещества. Помимо характерного хода коэфф. поглощения УЗ, в релаксационной области наблюдается рост скорости звука с частотой — дисперсия, обусловленная физич. процессами в веществе и отличающаяся от дисперсии скорости звука, характерной для любых частот и связанной с геометрич. условиями распространения волны. Дисперсия УЗ в релаксационных областях обычно не превышает нескольких процентов. В многоатомных газах релаксация связана с обменом энергии между поступательными и внутренними степенями свободы, и характерные частоты лежат в среднем и даже низкочастотном диапазонах. В жидкостях к основным релаксационным процессам относятся, напр., внутримолекулярные превращения, структурная и химич. релаксации соответствующие частоты лежат чаще всего в области частот 10 —10 Гц. В твёрдых телах имеются релаксационные процессы различной природы, обусловленные, напр., взаимодействием ультразвука с электронами проводимости, со спиновой системой (см. Спин-фононное взаимодействие), С колебаниями кристаллической решётки. Влияние этих процессов проявляется в частотной зависимости поглощения УЗ. Резонансные явления типа акустического парамагнитного резонанса (область частот 10 —11 Гц) и акустического ядерного магнитного резонанса (10 —10 Гц) дают соответствующие пики поглощения. Резонансный характер может иметь также и дислокационное поглощение в кристаллах. Все эти особенности поглощения УЗ в твёрдых телах обусловлены взаимодействием УЗ-вых и гиперзвуковых волн с внутренними возбуждениями в твёрдых телах. Возникновение же такого взаимодействия связано с тем, что средние и высокие УЗ-вые частоты становятся сравнимы с характерными частотами процессов в веществе на молекулярном и атомном уровне, а длины волн сравнимы с параметрами внутренней структуры вещества. Последнее обстоятельство объясняет также увеличение рассеяния упругих волн на УЗ-вых частотах, наблюдаемое в микронеоднородных средах, в поликристаллич. телах сечение рассеяния на неоднородностях возрастает, если их размеры становятся порядка длины волны.. Связь характера распространения УЗ и, в частности, его высокочастотной области — гиперзвука — со структурой вещества и элементарными возбуждениями в нём является одной из важнейших особенностей УЗ-вых волн. Она позволяет судить о строении вещества на основании измерений скорости и погло- [c.11]

В реальном опыте наблюдения под углом 0 = 180° и 0=0 практически невозможны из-за большого количества паразитного света при таких углах рассеяния. Кроме того, при малых 0 очень мало Дсо, что затрудняет исследование тонкой структуры или делает его невозможным. Практически удобно изучать рассеяние под углами не меньше 20—30° и не больше 175—160° к направлению распространения возбуждающего света ). В этом случае для жидкостей интервал изменения частоты заключен в пределах от 1-10 гц до 0,25 10 гцу т. е. частота изменяется всего в 4 раза или даже меньше. Поэтому заманчивая перспектива изучения, например, скорости гиперзвука V при изменении частоты /от нуля до 10 гц по рассеянию света (5.9) пока не может быть реализована. Однако измерение скорости гиперзвука (частота / 10 гц) и сравнение этой величины с соответствующими ультразвуковыми измерениями дает сведения о дисперсии скорости звука и релаксации объемного коэффициента вязкости г [23, 30]. Вследствие конечности ширины линии возбуждающего света и конечности апертуры падающего на рассеивающий объем света всегда в опыте используется некоторый набор упругих волн ДЛ. Однако при сильном ограничении угла рассеяния (мало Д 0) ДЛ очень мало, и тогда практически можно говорить об изучении монохроматической упругой волны. В жидкости при 0=90° и .=4358 А /90—10 гцу и все другие частоты не играют никакой роли. [c.91]

Относительная ошибка измерения V складывается из относительных ошибок определения величин, входяш их в (12.2). Учитывая (1.27), найдем, что относительная ошибка в определении скорости гиперзвука [c.195]

Еще недавно было только одно прямое акустическое измерение поглощения на гиперзвуке [437]. Теперь Эллен и Джеймсом Стюарт [596, 597, 605] выполнены прямые акустические измерения скорости гиперзвука (акустический импеданс ру) на частоте 3-10 гц в воде, ацетоне и четыреххлористом углероде. Авторы [605] надеются распространить свои измерения на другие жидкости и на частоту до 10 гц. [c.291]

Но пока основные результаты по измерению скорости и поглощения гиперзвука в жидкостях получены оптическим методом по тонкой структуре линии Релея. [c.291]

В большинстве жидкостей величина Д. с. 3. очень мала, но в ряде жидкостей доходит до единиц % и даже превосходит 10%. Область дисперсии лежит обычно в гиперзвуковом диапазоне частот. В таких жидкостях, как четырёххлористый углерод, бензол, хлороформ и др., Д. с. 3. имеет место в области частот—10 — 101 где обычные УЗ-вые методы исследования неприменимы. Лишь развитие оптико-акустич. методов исследования, а особенно появление лазеров, позволило с большой точностью измерить скорость звука на гиперзвуковых частотах (см. Манделъштама— Бриллюэна рассеяние) и определить величину Д. с. з., вычитая из скорости гиперзвука скорость, найденную обычными УЗ-выми методами. В табл. 2 приведены данные для ряда жидкостей, где Ср — скорость, изме- [c.121]

Кох Дж., ДеСилва К., Взаимодействие между излучением и конвекцией в гиперзвуковом пограничном слое плоской пластины при гиперзвуко-вых скоростях, Ракетная техника, № 5, 103 (1962). [c.579]

В учебном пособим описаны течения невязко го газа с гиперзвуковым и скоростями с учетом реальных равновесных и неравно1весных процессов, со-путствуюш.их движению тел в атмосфере. Приведены уравнения движения несовершенных газов и описана общая теория их сверхзвуковых и гиперзвуко-вых течений. Рассмотрены задачи обтекания тел наиболее типичных для ги-перзвуковой аэродинамики 4>орм. [c.2]

Из условия синхронизма следует, что при ВРМБ происходит сдвиг частоты света на частоту гиперзвука Qp. зависящий от угла, падения света з и скорости гиперзвуковой волны V/. [c.159]

V,—скорость гиперзвука, — сдвиг частоты, AV(.п—ширина линии споптаппого рассеяния по полувысоте, Tг l/(лДv п) — время релаксации гиперзвука, г—инкремент, Пц — нелинейный показатель преломления, Рг—давление газа в атм, В газах вдали от области фазового перехода д сХ Р , ТуСХХ Р —длина волны). [c.161]

Другим предельным случаем движения тонких тел, когда проведенная в главе IV линеаризация неприменима, является движение тонких тел с очень большими сверхзвуковыми скоростями. Такие движения называются гиперзвуковыми. При гиперзвуко-вых движениях впереди тела образуются мощные ударные волны, приводящие к неизоэнтропическому возмущенному движению газа, которое не может быть изучено методом обычной линеаризации основных уравнений газовой динамики. [c.402]

Смещение компонент Бриллюэна — Мандельштлма. Смещение компонент Бриллюэна — Мандельштама изучалось для нескольких веществ, главным образом жидкостей [11, 10, 30, 29, 61, 79, 92, 140, 151, 156—158, 169, 176]. Лишь в немногих работах определялась ширина компонент Бриллюэна — Мандельштама [10, 79, 29, 113, 169]. Если у молекул отсутствуют внутренние степени свободы, то измеряемая по сдвигу частоты скорость гиперзвука должна совпадать с низкочастотной скоростью звука. В принципе это можно проверить, наблюдая боковые компоненты в инертных газах. Измерения, проделанные для аргона при колшатной температуре и давлениях от 45 до 175 атм, действительно подтверждают указанное совпадение [158]. Недавно Флери и Бун [74] определили смещение компоненты Бриллюэна — Мандельштама в жидком аргоне вдоль кривой сосуществования фаз и вновь получили хорошее совпадение гиперзвуковых скоростей со скоростями звука, измеренными акустическими методами. [c.136]

Эти результаты впервые были получены Ботчем и Фиксменом [17]. Так как отношение удельных теплоемкостей 7 становится в критической области очень большим, дисперсия скорости гиперзвука, согласно выражению (88), чрезвычайно мала. По той же причине формулу (87) для ширины релеевской компоненты можно аппроксимировать выражением [51] [c.143]

В заключение все же следует сделать некоторые оговорки. Вывод формул (87), (88) и (89) для спектра основан на предположении (84), которое в ближайшей окрестности критичёской точки уже не справедливо. Кроме того, предполагалось, что кинетические коэффициенты не зависят от волнового числа к. Однако, известно, что в критической области молекулы стремятся образовать крупные скопления. Поэтому вполне вероятно, что кинетические коэффициенты, например объемная вязкость, могут оказаться зависяпщми от к или ). В последних экспериментах [79] по определению смещения компонент Бриллюэна — Мандельштама в критической области обнаружена дисперсия скорости гиперзвука, которая не укладывается в рамки изложенной теории. Таким образом, приходится признать, что полное объяснение временной зависимости флуктуаций вблизи критической точки до сих пор отсутствует. [c.144]

Вместо интерферометра Фабри — Перо для спектрального анализа можно использовать дифракционный спектрограф [10] разрешающая спо-ообность в обоих случаях имеет порядок 10 —10 . Интерферометр табл. 1 приведено несколько результатов (они не относятся к простым жидкостям и помещены здесь только для того, чтобы показать возможности метода). В этой таблице Т — температура жидкости в градусах Цельсия 0 — угол рассеяния — скорость гиперзвука, рассчитанная по величине бриллюэнов-ского смещения — скорость ультразвука, измеренная обычными методами на частотах несколько мегагерц — уширение линии, обусловленное поглощением звука. Результаты, приведенные в первой строке для каждой жидкости, получены с использованием классических источников хвета, а во второй и третьей строках соответственно — с помощью экспериментальной схемы, представленной на фиг. 2 [10], и с помощью схемы с коническим рефлектором [9]. Очевидно, что [c.162]

Отдельно следует упомянуть об обтекании с гиперзвуковой скоростью, когда число Маха Ж 1. Полет тел в газе с такими скоростями (например, спускаемых космических аппаратов) связан с увеличением температуры газа вблизи поверхности тела до очень больших значений. Это обусловлено адиабатическим нагревом сжимаемого воздуха перед головной частью тела и выделением теплоты вследствие вязкого трения. При изучении гиперзвуко-вых течений необходимо учитывать не только сжимаемость воздуха, но и нелинейный характер его движения, так как возмущения плотности Ар и давления Ар не малы по сравнению с равновесными значениями плотности рд и давления р . Помимо этого, при высоких температурах необходимо учитывать и изменение физико-химических свойств воздуха. Ограничимся лишь одним важным выводом из такого анализа. При очень больших числах Маха давление воздуха непосредственно перед головной частью может быть пренебрежимо малым по сравнению с [c.87]

Во всех жидкостях Венкатесваран не нашел различия между гиперзвуковой и ультразвуковой скоростями. Ошибка в определении скорости гиперзвука по данным [441] была 25 ж сек, а для некоторых случаев еш,е меньше, т. е. составляла величину, меньшую 2%. [c.293]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...