Скорость ударной волны. Скорость звука

Скорость ударной волны. Скорость звука [c.17]

Значения скорости распространения ударной волны (скорости звука) для разных жидкостей различны. Так, например, для воды эта скорость равна 1435 м/с, для бензина—1116 м/с, для масла— 1200—1400 м/с. [c.111]

При некоторых режимах работы двигателя скачок уплотнения может возникнуть перед входом в двигатель в виде так называемой отсоединенной ударной волны (см. гл. VI, 52). Наличие такого рода ударной волны на входе резко уменьшало бы к. п. д. двигателя, как об этом можно заключить из следующей оценки. Обозначим через V y > а- (а — скорость звука на данной высоте Н полета) скорость летательного аппарата. Давление в набе- [c.136]

Наиболее типичны два способа передачи энергии в веществе. Первый способ обусловлен молекулярными процессами переноса (теплопроводность), второй — распространением гидродинамических возмущений (ударная волна). В соответствии с указанными способами передачи энергии, различают два типа волн химической реакции — горение и детонацию. Волны горения, распространение которых обусловлено сравнительно медленными молекулярными процессами переноса, движутся со скоростью гораздо меньшей, чем скорость звука в веществе, и не сопровождаются значительными изменениями давления. В волнах детонации, которые распространяются по веществу со сверхзвуковой скоростью, химическая реакция возбуждается ударной волной. [c.285]

Коль скоро в газе, сжатом ударной волной, скорость звука всегда больше скорости фронта относительно сжатого газа, возмущения зоны горения вызывают возмущения ударного фронта СС. Ударный фронт (это нетрудно видеть) неустойчив, когда возмущения зоны горения по размеру порядка или больше ширины зоны воспламенения (Я на рис. 8). Возмущения менее протяженные, чем ширина зоны, усредняются (давление в них выравнивается) до их прихода к ударному фронту. [c.386]

В табл. 3.9 представлены результаты числовых расчетов для параметров заторможенного потока, подсчитанных по формулам для ударной волны (3.33) и по формулам, основанным -на инвариантах Римана (3.34), (3.32). В таблице индекс р внизу означает, что расчет проводится по этим формулам, а индекс уд внизу означает, что расчет проводится по формулам (3.33). Расчеты проводились для различных значений скорости стационарного невозмущенного потока и п=1,5. Из табличных данных, а также по резул -татам расчетов для п=, и п = Ъ, которые здесь не приводятся, следует вывод, что для дозвуковых течений стационарного потока вплоть до числа Маха, равного единице ((М=—с/а), относительная погрешность по Риману и по формулам ударной волны составляет для скорости звука заторможенного потока 2,77о, для п=1,5 и 8,7%, для п = 3, а для п=1,1 результаты практически совпадают. [c.123]

Предположим, что на поверхности тока, приходящей к линии присоединения после прохождения всех разрывов в поле возмущенного течения (фиг. 1) [1 - 3], параметры изэнтропического торможения близки (или совпадают) соответствующим параметрам на поверхностях тока, прошедших косой и замыкающий скачки уплотнения в окрестности линии ветвления X - конфигурации ударных волн под контактным разрывом. Подобное допущение сделано в [2], что позволило объяснить и описать наблюдаемые качественные изменения во внутреннем течении отрывной области, обусловленные, в частности, переходом скорости возвратного потока w (на сфере) через скорость звука. [c.72]

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]

Согласно закону (16) за ударной волной скорость газа относительно фронта волны получается всегда меньше звуковой (Aiскоростью звука, может догнать фронт волны. Именно по этой причине описанное выше (рис. 3.2) падение давления в следе за ударной волной, возникшей в неподвижном газе, приводит к ослаблению перепада давления на фронте волны и вызывает ее затухание. [c.126]

В дальнейшем в движении газа наблюдается ряд новых эффектов, качественно отличающих его от автомодельного случая. Начинается вторая, поздняя, стадия движения. Давление в центре становится меньше атмосферного. Возникновение вблизи центра области разрежения влечет за собой постепенное уменьшение скорости разлета газа в промежуточной между фронтом и центром взрыва зоне, а затем и движение газа по направлению к центру. Это приводит к сильной перестройке профилей плотности, давления и скорости. В распределениях избыточного давления plp —I и скорости по радиусу возникают отрицательные фазы. Отток газа от фронта вызывает повышение плотности в средней зоне движения и резкий спад плотности к центру. Плато давления сокращается. Скорость ударной волны стремится к скорости звука в невозмущенной среде. На рис. 2.13 приведены типичные профили давления и скорости по относи- [c.70]

Ударная волна может распространяться как в горючей смеси, так и в инертном газе. Рассмотрим инертный газ, перемещаемый поршнем. Если скорость движения поршня мала по сравнению со скоростью звука, молекулы, получающие при столкновении с поршнем дополнительную энергию, успевают разнести ее по всему объему газа. Процесс протекает практически равновесно, давление во всем объеме оказывается одинаковым. Если же скорость поршня (например, пули) превышает скорость передачи импульса молекулами (скорость звука), то у поршня создается давление, значительно превышающее давление газа вдали от него. Толщина фронта, в котором меняется давление, сравнима с длиной пробега молекул (порядка 0,1 мжм). Он называется фронтом ударной волны. Ударную волну можно создать и с помощью взрыва. Распространяясь в горючей смеси, ударная волна поджигает ее путем сжатия в очень узком фронте (толщиной около 0,1 мкм), за которым движется зона собственно горения толщиной 0,1— 1 см. При горении выделяется энергия, необходимая для поддержания ударной волны. В отличие от нормального пламени в реакцию здесь вступает неразбавленная смесь. Температура горения при этом выше (из-за разогрева при сжатии), поэтому смесь сгорает значительно быстрее, чем в нормальном пламени. Такое пламя движется с огромной скоростью, превышающей скорость звука и составляющей 2—5 км/с. [c.148]

Аэродинамический нагрев — нагрев поверхности тела, движущегося в воздухе со скоростями, существенно превышающими скорость звука. При столкновении тела с молекулами газа происходит постепенный переход кинетической энергии тела в тепловую энергию газа. В зависимости от формы тела большая часть тепла может выделиться либо в сжатом слое за ударной волной, либо непосредственно у поверхности тела в пограничном слое (см. введение). Максимальная температура, до которой может нагреться газ в окрестности движущегося тела, близка к так называемой температуре торможения. Уже при 368 скорости полета, втрое превышающей скорость звука, перепад [c.368]

ОКОЛОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ — течение газа в области, в к-рой скорость потока и мало отличается от местной скорости распространения звука а(и яц а). О. т. может быть дозвуковым (к < а), сверхзвуковым (у > а) и смешанным (или трансзвуковым), когда внутри рассматриваемой области совершается переход от дозвукового к сверхзвуковому течению. Характерными случаями О. т. являются течение в области критического (наиб, узкого) сечения сопел ракетных двигателей и аэродинамич. труб, течение вблизи горловины сверхзвуковых воздухозаборников реактивных двигателей, в межлопаточных каналах нек-рых турбомашин, обтекание тел (самолётов, снарядов, ракет), летящих со скоростью, близкой к скорости звука или преодолевающих звуковой барьер , когда на обтекаемом теле возникают местные сверхзвуковые зоны, замыкающиеся ударными волнами. [c.402]

Уравнение (4.77) может быть проинтегрировано, если задана функция О а), т. е. скорость ударной волны как функция о. Попробуем ее определить. Из уравнения состояния следует, что = =(иР + РоСо)/р. Присоединяя к этому выражению уравнения (4.75) л исключая из системы уравнений давление Р и плотность р, получаем связь между скоростью звука с, волновой и массовой скоростями [c.133]

Следовательно, местная скорость слабых ударных волн, распространяющихся по ударно сжатой среде, должна быть равна, объемной скорости Св звука в сжатом материале. Однако экспериментальные результаты показывают, что в меди, дюралюминии, техническом алюминии АД1 [7] и алюминии 6061-Т6 [8] скорость слабых ударных волн вторичного сжатия соответствует упругой скорости звука в ударно сжатом материале. Не исключено [7], что во фронте ударной волны имеет место бездислокационный сверхкритический сдвиг, а в волнах разгрузки и вторичного сжатия деформирование происходит по дислокационному механизму и может сопровождаться упрочнением. [c.181]

При уменьшении интенсивности ударной волны скорость ее распространения стремится к скорости звука в невозмущенном газе [c.133]

Ниже исследуются течения за пространственными ударными волнами, причем предполагается, что образом поверхности разрыва является некоторая кривая в пространстве годографа, а течение за ударной волной принадлежит к классу двойных волн. Естественно, рассматриваются лишь ударные (детонационные) волны постоянной интенсивности, так как течение за фронтом волны предполагается изэнтропическим. Для системы уравнений, описывающей двойные волны, вдоль некоторых линий в плоскости независимых компонент скорости ставится задача Коши. Рассматриваемая система уравнений оказывается эллиптической за фронтом ударных волн и гиперболической за нормальными детонационными волнами. Показывается, что в стационарном случае за поверхностью сильного разрыва скорость звука как функция компонент скорости такая же, как и в случае конического автомодельного течения. Это дает возможность получить некоторые точные решения для установившегося пространственного обтекания некоторых тел специальной формы при наличии ударных фронтов. [c.71]

На самом деле от звукового хлопка страдают люди, оставшиеся на земле. Когда твердое тело движется в воздухе, непосредственно впереди этого тела возникает повышенное давление. При скорости тела, меньшей скорости звука, это давление остается малым и только дает начало звуковым волнам, отходящим от тела (рис. 28). Но если скорость тела относительно окружающего воздуха больше скорости звука, звуковые волны не успевают отходить от тела и давление накапливается впереди тела, образуя скачок уплотнения (ударная волна) конической формы. Конус расширяется, и ударная волна в конце концов достигает [c.123]

Это скорость ударной волны, т.е. нестационарной волны уплотнения. Она больше скорости звука. [c.415]

Заметим, что V2 л — 0 = совпадает с предельным углом для ударных волн небольшой амплитуды. Вычисленные по этой формуле давления удовлетворительно согласуются с экспериментальными измерениями давления при маховском отражении ударных волн небольшой амплитуды. Приведем пример, в котором можно применить полученные результаты. При распространении ударных волн в атмосфере угол между направлением движения волны и поверхностью Земли может изменяться в результате изменения скорости звука (г) и скорости ветра и (г) с высотой г. [c.309]

Здесь р — давление в ударной волне, р — давление в газе, по которому идет ударная волна, с и Сг — скорость звука в несгоревшем и сгоревшем газе соответственно, д — отношение теплового эффекта сгорания к внутренней энергии несгоревшего газа, М — отношение Скорости пламени к скорости звука в несгоревшем газе. [c.390]

Как мы уже знаем, в сверхзвуковой области течения могут появляться ударные волны. Однако из проделанного ранее анализа общих свойств ударных волн следует, что при скорости газа перед ударной волной, близкой к местной скорости звука, интенсивность ударной волны слабая, и течение за такими ударными волнами по-прежнему можно считать потенциальным. [c.133]

В этом случае площадь фигуры APBMNА, ограниченной сверху адиабатой Пуассона, больше площади трапеции AEBMNA, ограниченной сверху секущей АЕВ, т. е. энтропия в ударной волне сжатия убывает (это видно и из формулы (1.88)). В то же время благодаря тому, что наклон секущей меньше наклона касательной в точке А, скорость распространения ударной волны по невозмущенному газу меньше скорости звука, а поскольку наклон секущей АЕВ больше наклона касательной в точке В, скорость за разрывом сверхзвуковая. [c.64]

К происхождению неустойчивости ударных волн в области (90,17) можно подойти также и с несколько иной точки зрения, рассмотрев отражение от поверхности разрыва звука, падающего на нее со стороны сжатого газа. Поскольку ударная волна движется относительно газа впереди нее со сверхзвуковой скоростью, то в этот газ звук не проникает, В газе же позади волны будем иметь, наряду с падающей звуковой волной, еще и отраженную звуковую и энтропийно-вихревую волны (а на самой поверхности разрыва возникает рябь). Задача об определении коэффициента отражения по своей постановке близка к задаче об исследовании устойчивости. Разница состоит в том, что наряду с подлежащими определению амплитудами исходящих от разрыва (отраженных) волн в граничных условиях фигурирует еще и заданная амплитуда приходящей (падающей) звуковой волны. Вместо системы однородных алгебраических уравнений мы будем иметь теперь систему неоднородных уравнений, в которых роль неоднородности играют члены с амплитудой падающей волны. Peuienne этой системы дается выражениями, в знаменателях которых стоит определитель однородных уравнений,— как раз тот, приравнивание которого нулю дает дисперсионное уравнение спонтанных возмущений (90,10). Тот факт, что в области (90,17) это уравнение имеет веш,ественные корни для os 0, означает, что существуют определенные значения угла отражения (и тем самым угла падения), при которых коэффициент отражения становится бесконечным. Это — другая фор- [c.476]

Разрывы, возникающие при распаде начального разрыва, должны, очевидно, двигаться от места их образования, т, е. от места нахождения начального разрыва. Легко видеть, что при этом в каждую из двух сторон (в положительном и отрицательном направлениях оси х) может двигаться либо одна ударная волна, либо одна пара слабых разрывов, ограничивающих волну разрежения. Действительно, если бы, скажем, в положительном направлении оси х распространялись две образовавшиеся в одном и том же месте в момент t = О ударные волны, то передняя из них должна была бы двигаться со скоростью большей, чем скорость задней волны. Между тем согласно общим свойствам ударных волн первая должна двигаться относительно остающегося за ней газа со скоростью, меньшей скорости звука с в этом газе, а вторая должна двигаться относительно того же газа со скоростью, превышающей ту же величину с (в области между двумя ударными волнами с = onst), т. е. должна догонять первую. По такой же причине не могут следовать друг за другом в одну и ту же сторону ударная волна и волна разрежения (достаточно заметить, что слабые разрывы движутся относительно газов впереди и позади них со звуковой скоростью). Наконец, две одновременно возникшие волны разрежения не могут разойтись, так как скорость заднего фронта первой равна скорости заднего фронта второй. [c.520]

Точно такое же выражение для скорости ударной волны получится из (2.14), если в него подставить выражение для изотермической скорости звука а = PolPoPo- [c.40]

Измерения скорости жидкой фазы в конце камеры с.мсшсния и диффузоре [761 показывают, что скорость потока в двухфазной зоне (равная скорости жидкости из-за малого скольжения) на всех режимах больше равновесной (термодинамической) скорости звука йи но существенно меньше замороженной скорости звука af. Следовательно, по отношению к й поток является сверхзвуковым, и поэтому должны проявляться эффекты, характерные для сверхзвукового режима течения. В этих условиях при повышении давления Рд в диффузоре появляется полностью размытая ударная волна, перемещающаяся по мере увеличения Рд к горлу диффузора. Ее интенсивность при этом увеличивается и возрастает число Маха Mi, рассчитанное по значению равновесной скорости звука ai. Вдоль камеры смешения, начиная с сечения структурного перехода, Mi немонотонно возрастает, так что в горле диффузора имеется максимум Mi, связанный с устойчивостью положения скачка в горле диффузора 18]. Из опытов также следует, что при повышении значений Рд давление в камере смешения не изменяется, т. е. течение в конце камеры смешения и диффузоре остается сверхзвуковым и по отношению к возмущениям, возникающим в диффузоре конденсирующего инжектора. [c.129]

КОНФУЗОР (от лат. onfundo — вливаю) — участок проточного капала в виде суживающейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. В случае, когда в К. поступает ноток жидкости или газа со скоростью, меньшей местной скорости звука, давление при переходе от широкого входного к узкому выходному сечению падает, а скорость и, следовательно, ки-нетич. анергия потока возрастают, т. е. течение имеет характер, обратный течению в диффузоре. При дозвуковых скоростях течения К.— то же, что сопло. Если скорость течения на входе в К. превышает местную скорость звука, в К. происходит торможение потока, к-рое может приводить к образованию ударных волн. КОНЦЕНТРАТОР акустический — устройство для увеличения интенсивности УЗ (амплитуды колебат. смещения частиц). По принципу действия различны два типа К. фокусирующие, или высокочастотные, и стержневые, или низкочастотные. [c.454]

Упругопластичесйое поведение ударно сжатых металлов в процессе расширения приводит к примечательному явлению —так называемому эффекту негидродинамического затухания ударной волны. Значения упругой и объемной скоростей звука увеличиваются с ростом напряжения 01 на фронте ударной волны, и в области напряжений 01 < Оыл всегда Сь > Св. Следовательно, поскольку и > Св и > О, упругая волна разгрузки догоняет фронт ударной волны и ослабляет его ранее пластической разгрузки. Таким образом, наличие упругой волны разгрузки вызывает быстрое затухание ударной волны при ее распространении по материалу по [c.197]

Под углом фсл, который называют углом слабых возмущеиий или углом Маха, должны располагаться волны, имеющие скорость распространения, равную скорости звука. Фактически же ударные волны всегда сильнее звуковых и углы ф получаются больше фсл-Итак, фронт косого скачка сохраняет постоянное положение относительно летящего тела. Но если рассматривать какой-либо участок скачка (например, аб на рис. 1.08), то он, двигаясь с мень" шей скоростью, чем тело, и под углом к направлению перемещения тела, непрерывно удаляется от тела назад и в сторону. Ввиду этого фронт косого скачка с течением времени неограниченно удлиняется и действие ударной волны, создаваемой, например, самолетом, летящим быстрее звука, может ощущаться на удалении в несколько километров в виде так называемых хлопков — звуков взрыва, сотрясений оконных стекол, перекрытий и т. п. Чем ниже летит сверхзвуковой самолет, тем ощутимее эти явления на земле, во-первых, из-за того, что самолет, летя в более плотной среде, создает. более значительные скачки давления и плотности, а во-вторых, из-за меньшего удаления самолета от земли. [c.22]

Примерно такая же картина имеет место впереди и сбоку от затупленного тела, движущегося со скоростью, которая больше скорости звука в среде. В этом случае имеет месю головной участок ударной волны, который при заостренном теле и при достаточно [c.414]

Хотя различия между этими течениями будут естественным образом получены в последующем исследовании, представляется полезным уже здесь выяснить некоторые особенности указанных течений при помощи интуитивных соображений. Рассмотрим случай установивщегося дозвукового течения, например горизонтальный полет самолета с постоянной дозвуковой скоростью. При этом возмущение давления распространяется в направлении движения самолета со скоростью, равной разности скорости звука и скорости полета, а в обратном направлении — со скоростью, равной сумме скорости звука и скорости полета. Следовательно, возмущение достигает любой точки при условии, что полет продолжается бесконечно долго. Другая картина будет при полете со сверхзвуковой скоростью. Зона возмущения ограничена теперь конусом, простирающимся от передней точки самолета назад, причем образующие этого конуса составляют с его осью угол, равный ar sin ( q) (в эту картину нужно внести некоторые изменения, если рассматриваются возмущения конечной амплитуды, т. е. ударные волны) ). [c.104]

На рис.3.35 приведены результаты измерений скорости ударной волны (темные точки) фронта волны разрежения (светлые точки) в зависимости от давления ударного сжатия [108] в резине. Помимо скорости фронта измерены также фазовые скорости звука в волне разрежения соответствующие зависимости представлены на рисунке сплошными кривыми, выходящими из светлых точек. На этом же рисунке приведены ударная адиабата резины, а также две оценки зависимости скорости звука от давления —оценка в квазиакустичес-ком приближении, хорошо работающем для металлов, (кривая 2) и верхняя оценка скорости звука, полученная дифференцированием [c.128]

Обратимся теперь ко второму возможному режиму сверхзвукового обтекания угла горючей смесью. Допустим, что в тех случаях, когда при обтекании угла возникает ударная волна, она не воспламеняет горячую смесь и не превращается, следовательно, в детонационную волну. Сгорание же смеси происходит во фронте медленного горения, распространяющемся по газу с заданной (малой по сравнению со скоростью звука) нормальной скоростью. Пусть на рис. 3 кривая РА представляет ударную поляру для невозмущенного потока, а кривая AR - эпициклоиду, сответствующую простой волне разрежения. Кривая PAR характеризует, таким образом, совокупность всех возможных значений скорости газа за изломом линии тока. [c.41]

В рассматриваемом примере по СГК рассчитывался ударный слой, ограниченный отошедшим скачком с двумя тройными точками (точки 1 и 2 на рис. 3, а). Внутри слоя располагаются тангенциальные разрывы Т и Т2, начинающиеся соответственно в точках 1 и 2, ударная волна выходящая из точки 2, и пучок волн разрежения с центром в I - точке падения на Т1. В / скорость потока за больше или равна скорости звука. Прилегающая к Т часть сверхзвукового потока после прохождения через и разворота в пучке течет вдоль верхней поверхности цилиндра, разгоняясь до больших сверхзвуковых скоростей. Хотя в СГК перечисленные выше внутренние особенности не выделялись, они неплохо видны на рис. 3, где изображены линии тока (рис. 3, а, цифры - значения функции тока) и изомахи (рис. 3, б). Те и другие нарисованы через равные интервалы. Сгущения изомах у тела указывают на размазанные тангенциальные разрывы Т1 и Т2, на скачок и на область сильно неравномерного (из-за центробежного эффекта у стенки) сверхзвукового потока. [c.208]

Здесь иы обозначили и = du/dX. Как иы уже отиечали выше, величина v< g представляет собой иалое превышение скорости ударной волны над скоростью звука. [c.67]

Рассмстрим слабые ударные волны, скорость распространения которых меньше замороженной скорости звука иш> еь Так как 3-й член в разложении ( .2.10) положителен согласно условию s>0, то соответствуют,ие параболы (см. рис. 2.5, б) идут ниже адиабаты I, но выше II. Поэтому в этом случае ударный процесс невозможен, а соответствующее состояние 2 или 3 на равновесных адиабатах II, III может быть достигнуто лишь непрерывно вдоль дуги параболы 1—2 или 1—3. [c.65]

С развитием авиации и космонавтики явления, которые могли быть объяснены только в механике сплошной среды, стали возникать чуть ли не ежедневно. То необъяснимым образом возникали периодические колебания крыльев и хвостового оперения самолетов, которые, нарастая по амплитуде, приводили к быстрому разрушению конструкции была построена теория флаттера и бафтинга (М. В. Келдыш), которая позволила легко избежать этих явлений. То вдруг на больших скоростях взлета и посадки самолетов стали дрожать и разрушаться стойки шасси ( шимми ) и т. д. и т. п. Совершенно новые явления, потребовавшие изучения глубинных проблем гидромеханики, магнитогидродинамики и термодинамики, возникли, когда летательные аппараты стали преодолевать звуковой барьер , — двигаться со скоростями, большими, чем скорость звука. Здесь и ионизация пристеночных слоев газа, и возникновение ударных волн, и оплавление поверхности ракет, и т. п. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...