Скорость распространения волны давления. Звуковая волна

Рассмотрим некоторые особенности работы компрессора при периодических колебаниях давления в его входном сечении. Из-за гидравлических сопротивлений и демпфирующих свойств ступеней колебания давления во входном [сечеиии доходят до выходного сечения компрессора ослабленными, причем степень этого ослабления (при отсутствии каких-либо резонансных явлений) должна увеличиваться по мере возрастания частоты колебаний. Кроме того, всякие возмущения давления передаются по тракту компрессора с конечной скоростью, в результате чего колебания давления на входе достигают выходного сечения с опозданием, т. е. со сдвигом фазы. Если бы проточная часть компрессора представляла собой простой канал, то скорость распространения волн давления по его тракту (относительно корпуса) складывалась бы из скорости распространения возмущений в неподвижной среде (т. е. скорости звука) и скорости потока. Но в действительности канал компрессора загроможден рабочими и неподвижными лопатками, которые затрудняют распространение звуковых волн, и поэтому скорость распространения колебаний давления от входа компрессора к выходу, по-видимому, близка к осевой скорости воздуха. [c.164]

Скорость распространения звуковых волн в атмосфере при нормальных температуре и давлении близка к значению Сзв=340 м/с, принятому в вещании за расчетную. Однако в зависимости от изменения указанных параметров она может несколько изменяться. В средах с большой плотностью (жидких, твердых) скорость распространения соответственно повышается. В неограниченном пространстве звук распространяется в виде бегущей волны. Длина звуковой волны А, связана с частотой колебаний и их перио- [c.17]

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

Уравнения ЖИДКОСТИ, характеризующие звуковые распространения г г j j звуковых волн волны, происходят при отсутствии массовых сил и носят потенциальный характер. Учитывая малость колебаний в звуковой волне, следует положить, что будет мала скорость движения жидкости, а также малы изменения скоростей при переходе от одной точки пространства к другой. Отсюда в уравнениях движения можно пренебречь членом (v-V)v. Так же как и скорость, в рассматриваемом движении плотность р и давление Р изменяются в малых пределах. Представим их в виде [c.273]

При изучении звуковых волн в 64 амплитуда колебаний в волне предполагалась малой. В результате уравнения движения оказывались линейными и могли быть легко решены. Решением этих уравнений является, в частности, функция от X t (плоская волна), что соответствует бегущей волне с профилем, перемеш,ающимся со скоростью с без изменения своей формы (под профилем волны понимают распределение различных величин — плотности, скорости и т.п. — вдоль направления ее распространения). Поскольку скорость v, плотность р и давление р (как и другие величины) в такой волне являются функциями от одной и той же комбинации л t, то они могут быть выражены как функции друг от друга в виде соотношений, не содержащих явно ни координаты, ни времени (например, р — = р(р), d = у(р) и т. д.). [c.526]

Применим уравнения гидродинамики гелия II к распространению звука в этой жидкости. Как обычно, в звуковой волне скорости движения предполагаются малыми, а плотность, давление, энтропия — почти равными своим постоянным равновесным значениям. Тогда систему гидродинамических уравнений можно линеаризовать — в (139,12—14) пренебрегаем квадра- [c.722]

Вследствие того, что участки звуковой волны с наибольшим сжатием движутся быстрее участков с наименьшим сжатием, форма звуковой волны должна все время изменяться при распространении (рис. 465). Горбы (области наибольшего сжатия) будут догонять лежащие перед ними впадины (области наименьшего сжатия), и передний склон каждого горба по мере распространения волны вправо становится все более и более крутым (рис. 465, б), приближаясь к отвесному (рис. 465, б). Но отвесный склон горба означал бы (так как давления и скорости частиц газа впереди склона и позади него различны), что на отвесном склоне происходит скачок давлений и скоростей частиц газа, т. е. в месте каждого максимума давлений в звуковой волне должна была бы образоваться ударная волна. [c.728]

При распространении синусоидальной звуковой волны и при отсутствии поглощения в каждой точке звукового поля смещения частиц среды и их скорости изменяются ио гармоническому закону. Кроме того, при прохождении волны в каждой точке звукового поля возникает избыточное давление Ар (см. 51), обусловленное деформацией среды. В случаях звуковых волн его принято называть звуковым давлением. [c.226]

Большие перепады значений скорости у фронта ударной волны приводят к большим потерям энергии за счет вязкости. Резкое сжатие, сопровождающееся значительным нагревом воздуха, вызывает большие потери энергии за счет теплопроводности. Поэтому потери энергии в ударной волне весьма велики и при распространении она довольно быстро ослабевает. При этом становятся бесконечно малыми скачок давления Рр и скачок плотности Рр. Это приводит к тому, что первое выражение (63.8) переходит в формулу для скорости звуковой волны. [c.241]

Из этих уравнений следуют уравнения одномерной акустики, которые описывают распространение плоских звуковых волн. Если принять, что звуковые волны приводят к малым возмущениям скорости и давления, которые обозначим через и и р соответственно, то, проводя линеаризацию уравнений (2.4) и (2.5), получим систему уравнений одномерной акустики [c.33]

Второй случай—распространение колебаний давления конечной амплитуды. Эти волны называются ударными. Скорость распространения фронта ударных волн, как это видно из формулы (2.67), больше скорости распространения звуковых колебаний, так как отношение плотности за фронтом волны больше плотности невозмущенной среды. [c.114]

В звуковой волне скорость жидкости w, а также изменения давления и плотности р — ра = р р — Ро = Р будут малы, т. е. р рд, р <С Ро. Здесь, как и ранее, индекс О означает, что рассматриваемая величина относится к равновесному состоянию, т. е. невозмущенному состоянию жидкости. Распространение звуковой волны представляет собой изоэнтропический процесс, т. е. энтропия S жидкости при прохождении звуковой волны не меняется. [c.320]

Скорость распространения звуковых волн с определяется отношением упругости среды к ее плотности. Для небольших амплитуд звукового давления [c.7]

Как уже отмечалось в 5.1, существующие в настоящее время зависимости для показателя изоэнтропы влажного пара, построенные на предположении завершенности фазового перехода в звуковой волне, дают завышенные значения критических отношений давлений и существенно заниженные значения скорости распространения волны возмущения в двухфазной смеси. [c.78]

Критическое отношение давлений. Как отмечено выше, термодинами-чески равновесное значительно отличается от значений 6 3 (см. Ч рис. 7.8), получаемые в экспериментах даже для достаточно длинных цилиндрических каналов (//с = 10- 40), где обменные процессы проходят наиболее полно. Это позволяет сделать вывод о том, что в выходном сечении таких каналов реализуется такой критический режим течения, который характеризуется равенством критической скорости истечения локальной скорости звука, полученной в предположении отсутствия фазовых переходов за время распространения звуковой волны, [551. [c.164]

М. ч. влияние сжимаемости усиливается. Напр., если считать газ несжимаемой жидкостью, то уже при скорости, соответствующей М — 0,2 (к = 240 км/ч при полёте в воздухе вблизи поверхности Земли), давление будет вычислено с ошибкой в 1%, плотность — с ошибкой в 2% при М = 1 эти ошибки возрастут соответственно до 25% и 50%. Если движение газа неуста-новившееся, сжимаемость может оказывать заметное влияние при очень малых скоростях движения частиц газа (напр., при распространении звуковых волн). [c.75]

Скорость распространения звуковых волн в воде в условиях нормального атмосферного давления [c.24]

Скорость распространения звуковых волн различна в различных средах и зависит от характера распространения волны и температуры. В табл. 1.15 приведена зависимость скорости звука а от температуры воздуха при давлении 760 мм рт. ст. Скорость звука в воздухе увеличивается с ростом температуры и может быть вычислена по приближенной формуле [c.36]

Вычислим скорость распространения звука в жидкости с пузырьками газа. Ввиду того, что плотность смеси велика, а упругость обеспечивается упругостью воздушных пузырьков, скорость распространения звука в смеси должна быть низкой. Тогда, если и при распространении звуковой волны в смеси происходит идеальный теплообмен, то можно считать температуру практически постоянной. В этом случае давление и плотность смеси связаны уравнением (8.14). Если же при распространении звуковой волны теплообмен между пузырьками газа и жидкостью не успевает произойти, то для газа в пузырьках справедливо уравнение изо- [c.204]

Ультразвук — упругие волны с частотой колебаний свыше 2-10 Гц. Избыточное давление в среде (над равновесным) при распространении звуковых волн называется звуковым давлением. Скорость звука в различных средах колеблется в широких пределах (табл. 44.7). [c.474]

Распространение волн давления сопровождается их поглощением, что приводит к изменениям энтропии Sp. Поле скоростей безвихревое, как это и должно быть для звукового поля. [c.42]

Рассмотрим изэнтропическое течение газа в трубе переменного сечения. Установим связь между основными параметрами, характеризующими дви>кущийся газ скоростью, давлением, плотностью, температурой и скоростью распространения в газе звуковых волн. [c.324]

Такая неожиданная возможность одномерного распространения звука может быть понята с учетом того, что в этом случае натяжение силовых линий магнитного ноля намного превышает давление газа. При этом оказывается возможным строго одномерное распространение в смысле гл. 2 звуковые волны могут бежать вдоль эффективно жестких трубок, образованных туго натянутыми силовыми линиями магнитного ноля. Продольный характер волны виден из того факта, что в силу уравнений (35) и (38) величина Лц стремится к нулю, тогда как в согласии с уравнением (39) величина йц распространяется с гораздо большей альвеновской скоростью. Тогда в самой звуковой волне они обе равны нулю, так что и V стремятся к нулю, а ненулевой является только составляющая скорости в нанравлении движения [c.539]

К числу Н. э. в акустич. поле относятся изменение формы волны при её распространении, т. е. изменение временной зависимости параметров волны, возникновение комбинационных тонов, вызванных рассеянием звука на звуке,, самофокусировка волны, давление звукового излучения, акустич. течения, кавитация и др. С математич. точки зрения Н. э. — это явления, для описания к-рых приближения линейной акустики оказываются недостаточными, и необходим учёт нелинейных членов ур-ний гидродинамики и. ур-ния состояния. Характерной чер-, той Н. э. является их зависимость от амплитуды волны, в отличие от явлений линейной акустики, примерами к-рых могут служить дифракция звука, рассеяние звука, определяемые лишь частотой и скоростью звуковой волны. Формально этот факт обусловлен тем, что нелинейные члены yp-nnii содержат амплитуду волны в более ВЫСОКО , чем линейный член, степени. Волны, при распространении к-рых проявляются Н. э., наз. также волнами конечной ам1 ли-т у д ы. Относительны вклад Н.э. зависит от амплитуды и характеризуется акустич. Маха числом Ма = vie = р /р, где v — амплиту- [c.231]

В звуковой волне наряду с плотностью и давлением испытывает периодические колебания около своего среднего значения также и температура. Поэтому вблизи твердой стенки имеется периодически меняющаяся по величине разность температур между жидкостью и стенкой, даже если средняя температура жидкости равна температуре стенки. Между тем на сймой поверхности температуры соприкасающихся жидкости и стеики должны быть одинаковыми. В результате в топком пристеночном слое жидкости возникает большой градиент температуры температура быстро меняется от своего значения в звуковой волне до температуры стенки. Наличие же больших градиеЕнов температуры приводит к большой диссипацнп энергии путем теплопроводности. По аналогичной причине к большому поглощению звука приводит при наклонном падении волны также li вязкость жидкости. При таком падении скорость жидкости в волне (по направлению распространения волны) имеет отличную от нуля компоненту, касательную к поверхности стенки. Между тем на самой поверхности жидкость должна полностью при.г и-пать к стенке. Поэтому в пристеночном слое жидкости возникает большой градиент касательной составляющей скорости. ), что и приводит к большой вязкой диссипации энергии (см. задачу 1). [c.426]

Каждое из этих двух движений, взятое по отдельности, характеризует движение простой волны, а совокупность их (98) или, что то же самое, (96)—наложение двух двилсущихся навстречу друг другу волн с равными по абсолютной величине скоростями ао каждая ). Контуры этих волн определяются видом функций fi(ii) и /2(12) в частности, волны могут быть синусоидальными, описывающими колебательный процесс возмущений скорости, плотности или давления в газе. К таким процессам относится распространение звука в газе с характерной для него последовательностью повышений и понижений давления в данной точке. В связи с этим принято скорость распространения малых возмущений в среде коротко называть скоростью звука. Процессами распространения звуковых волн за- [c.152]

Методы измерения П. весьма разнообразны. П. идеальных газов определяется из ур-ния состояния р = рр/Л Т, где р — давление, р — мол. масса, Л — универсальная газовая постоянная. П. сухого газа, имеющего при нормальных условиях П, рд, при давлении р и темп-ре Т определяется ф-лой р — РирГн/(р 7 Л), где К — коэф. сжимаемости, характеризующий отклонение данного реального газа от идеального. Для влажного газа р = р р — < р ]ТЛр ТК + фрв), где ф относит, влажность газа, и рд — табличные значения максимально возможного давления водяного дара при темп-ре Т и максимально возможной его П. при данных р и Г. П. жидкостей и твёрдых тел находят путём точного определения массы тела и его объёма используют также зависимость скорости распространения звуковых волн, интенсивности у-и Р-излучения, прошедшего через вещество, и т. д. от П. Приборы для определения П. веществ наз. плотномерами. [c.637]

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]

Теория гидравлического удара возникла в конце XIX века. Некоторые частные вопросы этой теории — скорость распространения волны давления — были разрешены рядом ученых Резалем (1876 г.), Кортевегом (1878 г.), Громекой (1883 г.) при объяснении физиологических (распространение пульса) и звуковых явлений. Но только в 1898 г. профессор Н. Е. Жуковский в своей классической работе О гидравлическом ударе в водопроводных трубах" дал общее решение задачи, т. е. установил связь между изменениями скорости и колебанием давления жидкости, которые распространяются с определенной скоростью вдоль трубопровода. Теория эта возникла в связи с изучением гидравлического удара в водопроводных трубах на Алексеевской водокачке в Москве. На основании общего решения задачи Н. Е. Жуковским была найдена формула повышения давления при прямом ударе, носящая его имя. Кроме вывода основных формул, Н. Е. Жуковский рассмотрел еще целый ряд теоретических и практических вопросов этого явления. В 1903 г. вышла работа итальянского инженера Ал-лиеви, в которой он развил, используя основные положения теории гидравлического удара, разработанной Н. Е.Жуковским теорию непрямого удара и дал ряд методов для решения практически важных задач. Дальнейшее развитие теории шло по пути решения различных частных задач, опытной про- [c.9]

В гидравлической лаборатории Миннесотского университета Рапкиным и Олсоном для измерения содержания свободного газа в зоне проточной кавитации был применен а сустический метод, в котором концентрация газа измерялась с помощью скорости распространения акустического импульса эта скорость сопоставлялась с аналогичной скоростью для воды, свободной от газа. Источником звука служил специально спроектированный магнитострикционный датчик (гидрофон), дающий импульс выбранной частоты. Сигнальная волна датчика подавалась на стандартный осциллоскоп, по которому определялось время прохождения звуковой волны. Прибор обеспечивал удовлетворительное измерение концентрации свободного газа в диапазоне от 1 до 300 частей на миллион по объему при нормальной температуре и пониженном давлении. [c.116]

Бее экспериментальные точки находятся выше теоретической кривой, когда X = idem, и значительно выше кривой, когда учтено фазовое равновесие в звуковой волне. Хотя в экспериментах не достигнута достаточная точность, тем не менее все опытные точки группируются около кривых, которые показывают зависимость скорости распространения звука от паро-содержания и давления двухфазной жидкости. С ростом паросодержания приведенная скорость звука падает, доходит до минимума и затем возрастает до единицы при паросодержанин, равном единице. Давление увеличивает упругость смеси, поэтому с его ростом повышается и скорость звука. [c.66]

Если ударная волна сжатия имеет достаточно большую интенсивность, то разрушение (дробление) частицы происходит непосредственно на переднем фронте волны возмущения. В это м случае поверхность разрушения совпадает t фронтом ударной волны. Такую веяну будем называть волной дробления. Заметим, что для металлов и прочных горных пород ударные волны Вплоть до давлений порядка 10 кГ1см можно считать звуковыми. Если же интенсивность ударной волны недостаточно велика, ТО скорость распространения поверхности разрушения меньше скорости переднего фронта возмущения (ударной волны) и определяется дополнительным условием е). В этом случае вначале частица в 0-состоянии подвергается некоторому возмущению, находящемуся в упругой (или упруго-пластической) области затем начинается постепенное разрушение (т. е. развитие трещин), которое, наконец, достигает такого уровня,. что, если бы дальнейшее развитие трещин внезапно остановилось, то эту частицу все равно можно было бы отделить от тела ). Этот момент разделения рассматриваемого объема тела на несвязанные между собой части соответствует переходу из 0-СОСТОЯНИЯ в / -состояние. В дальнейшем продолжается дробление частицы, которое достигает тем большей степени, чем ближе она расположена к месту взрыва. Таким образом, поверхности разрушения в рассматриваемой модели придается геометрический смысл (как некоторой границы возможной полости в теле). Граница фактической полости реализуется как [c.454]

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]

Измерения показали, что гетерогенная лазерная искра в атмосфере является источником мощного широкополосного акустического излучения, представляющего суперпозицию возмущений от отдельных очагов низкопорогового пробоя на твердых частицах аэрозолей. Данные о скорости распространения гидродинамических возмущений, полученных с помощью микрофонов, разнесенных на различных расстояниях от центров взрыва, позволили сделать вывод о том, что первичная ударная волна на расстояниях от 0,5 до 1,5 м трансформируется в акустический импульс длительностью 0,15—0,3 мс и звуковым давлением, достигающим 100—150 дБ. [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...