Скорость звука в газах при давлении 1 ати

Действительно, как известно из физики, импульс давления (упругие колебания) распространяется в сжимаемой среде со скоростью звука, поэтому когда скорость истечения меньше скорости звука, уменьшение давления за соплом передается по потоку газа внутрь канала с относительной скоростью с- -а и приводит к перераспределению давления (при том же значении давления газа р1 перед соплом). В результате в выходном сечении сопла устанавливается давление, равное давлению среды. [c.48]

Как показывают экспериментальные исследования, вместо цилиндрической иглы для уменьшения лобового сопротивления может быть использована струя газа, вдуваемого из отверстия, расположенного в критической точке, во встречный сверхзвуковой поток. Эта струя имеет скорость, равную или превышающую скорость звука, а давление в ней, как правило, больше, чем в набегающем потоке. В соответствии с этим истечение из отверстия происходит в режиме недорасширения. [c.395]

Однако, как только скорость газа на выходе из сопла достигнет скорости звука, уменьшение давления окружающей среды внутрь сопла не передается (возмущение сносится потоком газа, вытекающим из сопла, с той же скоростью, с какой распространяется изменение давления). Поэтому распределение давления внутри сопла, а следовательно, давление газа в выходном сечепии сопла и скорость истечения газа не зависят от величины внешнего давления. [c.335]

Рис. 10-3. Зависимость скорости звука от давления и объемной концентрации газа для п=1.

То обстоятельство, что давление в выходном сечении суживающихся сопел не падает ниже критического, а скорость истечения не превышает критическую (скорость звука), можно объяснить следующим образом. Уменьшение давления внешней среды распространяется в среде и в вытекающей струе газа или пара со скоростью звука. Когда давление среды больше критического давления, а скорость истечения меньше критической скорости (скорости звука), тогда уменьшение давления среды передается внутрь сопла, вызывая перераспределение давления в нем. В результате давление на выходе из сопла становится равным давлению среды. Когда же давление среды равно критическому или меньше критического, тогда уменьшение давления среды не передается внутрь сопла, так как этому препятствует вытекающая со звуковой скоростью струя газа или пара. Поэтому давление на выходе из сопла сохраняется критическим. [c.91]

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]

При уменьшении сопротивления тракта расход через диффузор возрастает, скорость газов во входном сечении 51 увеличивается и может стать больше скорости набегающего потока н о не может стать больше скорости звука Статическое давление на вхо- [c.107]

V можно для данного состояния определить из г—5-диаграмм. Если скорость Сх больше скорости звука, то следует так же, как и в паровых Т., применять расширяющиеся сопла (Лаваля), причем в наименьшем поперечном сечении устанавливается скорость газа, равная скорости звука, и давление, приблизительно вдвое меньшее но сравнению с первоначальным давлением р перед соплом. Действующие на рабочие лопатки силы потока создают согласно теории Эйлера момент вращения [c.149]

При движении поршня с конечной скоростью под ни л образуется область повышенного давления. Изменение давления в газе будет распространяться по всему объему газа со скоростью звука. Равенство давлений во всех частях объема газа нарушится, и при этом тем сильнее, чем больше скорость перемещения поршня. Состояния газа ие будут равновесными, ибо будет нарушено условие равновесности состояний (11.3.1.8°), [c.127]

Выражая плотность газа через давление, а также скорость звука через давление, имеем такую связь между скоростью газа и давлением перед отверстием в трубе [c.114]

Благодаря большой разности давлений газа в цилиндре и выпускном тракте, в первый момент с начала открытия выпускного клапана из цилиндра выходит значительное количество газов. В этот период, называемый предварительным выпуском, создается распространяющаяся со скоростью звука волна давления. Эта волна, отражаясь от стенок выпускного трубопровода, при определенных обстоятельствах может воспрепятствовать дальнейшему вытеканию газа из цилиндра, обусловленному большой разностью давлений в начальный период выпуска. Последующая очистка цилиндра от остаточных газов осуществляется в этом случае лишь за счет выталкивающего действия поршня. Очевидно, что при таких условиях количество газов, остающихся в камере сгорания от предыдущего цикла, будет наибольшим. Это отрицательно скажется на последующем наполнении цилиндра свежим зарядом и соответственно на мощности, экономичности и экологических показателях двигателя. [c.71]

Фиг. 358. Зависимость скорости звука от давления для углекислого газа в критической области,

Рис. 4. Зависимости скорости звука от давления и температуры в различных газах а — метан, б — пропан в бутан

Рис.4 Зависимость скорости звука от давления и температуры в различных газах

Таким образом, критическая скорость газа при истечении равна местной скорости звука и выходном сечении сопла. Именно это обстоятельство объясняет, почему в суживающемся сопле газ не может расшириться до давления, меньшего критического, а скорость не может превысить критическую. [c.48]

Если же скорость истечения достигнет скорости звука (критической скорости), то скорость движения газа в выходном сечении и скорость распространения давления будут одинаковы. Волна разрежения, которая возникает при дальнейшем снижении давления среды за соплом, не сможет распространиться против течения в сопле, так как относительная скорость ее распространения (а — с) будет равна нулю. Поэтому никакого перераспределения давлений не произойдет и, несмотря на то что давление среды за соплом снизилось, скорость истечения останется прежней, равной скорости звука па выходе из сопла. [c.48]

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

До сих пор не говорилось о том, каким образом может быть измерена скорость звука. Выше мы обращали внимание на отклонение свойств газа от идеального состояния и отмечали, что скорость Со относится к безграничному пространству. На практике, особенно в области низких температур, скорость звука измеряется в относительно небольшой колбе, которая должна иметь постоянную температуру. В настоящее время наиболее точные измерения скорости звука осуществляются при помощи акустического интерферометра с цилиндрическим резонатором. Акустические волны возбуждаются в трубе излучателем, расположенным на ее конце длина волны находится измерением перемещения отражателя между соседними резонансными максимумами. Положение стоячих волн определяется по импедансу излучателя. В этом состоит одна из трудностей акустической термометрии по сравнению с газовой. В газовой термометрии измеряемые величины, объем и давление, являются величинами статическими, хотя и существуют проблемы, связанные с сорбцией, о которой говорилось выше. В акустической термометрии измеряемые величины носят динамический характер — это акустический импеданс излучателя, например, при 5 кГц, вязкость и теплообмен со стенками трубы. Все это оказывается источником специфических трудностей при измерении, и для правильной интерпретации результатов измерения необходимо полное понимание физической сущности процессов распространения акустических волн. [c.101]

Последнее позволяет объяснить, почему в суживающемся канале газ не может расширяться до давления меньше критического, а скорость не может превысить критическую. Действительно, как известно из физики, импульс давления распространяется в материальной среде со скоростью звука, и поэтому, когда скорость истечения будет меньше скорости звука (критической скорости), уменьшение внешнего давления передается по потоку газа внутрь канала и приводит к перераспределению давления в канале. В результате в выходном сечении канала устанавливается давление, равное давлению среды. Если же скорость истечения достигнет скорости звука (критической скорости), то скорость движения газа и скорость распространения давления будут одинаковы и никакое уменьшение внешнего давления не сможет повлиять иа распределение давлений внутри канала. Оно будет постоянным, а следовательно, будет неизменным, и давление в выходном сечении канала независимо от величины внешнего давления. [c.207]

Сжимаемость газа приводит к глубоким качественным изменениям при больших скоростях. Наступает такой режим течения, когда при постоянном давлении на входе и понижении давления на выходе расход газа достигает максимума и затем остается постоянным — на выходе из пористого материала устанавливается режим истечения со скоростью звука. [c.24]

При высоких скоростях течения в пористых материалах могут стать заметными потери давления на перестройку течения охладителя на входе и выходе матрицы в связи с резким изменением проходного сечения. Причем выходные потери всегда больше входных из-за меньшего давления газа. На основе расчетов в [8] показано, что потерями давления на выходе, а следовательно, и на входе можно пренебречь почти до наступления звукового истечения, а точнее - до достижения величины расхода охладителя, составляющей 0,92 от величины расхода в режиме достижения скорости звука на выходе из пористого материала. Эти результаты подтверждаются экспериментальными данными, которые показывают также, что для пористых металлов толщиной более 2 мм входными и выходными потерями можно пренебречь. [c.24]

Кроме того, приведенные выше рассуждения показывают, что для сопел с одинаковыми входными, минимальными и выходными сечениями, работающих при одинаковых температурах и давлении во входном сечении и одинаковых давлениях на срезе, скорости звука и скорости в горле для данной смеси газа с частицами зависят от длин и профилей сопел ). [c.302]

Определить скорость звука в газе, нагретом до настолько высокой температуры, что давление равновесного черного излучения в нем сравнимо с давлением самого газа. [c.356]

Наконец, остановимся на вопросе об излучении звука из открытого конца трубки. Разность давлений между газом в конце трубки и газом в окружающем трубку пространстве мала по сравнению с разностями давлений внутри трубки. Поэтому в качестве граничного условия на открытом конце трубки надо с достаточной точностью потребовать обращения давления р в нуль. Скорость же газа v у конца трубки при этом оказывается отличной от нуля пусть uq есть ее значение здесь. Произведение Svo есть количество (объем) газа, выходящего в единицу времени из конца трубки. [c.415]

Рассмотрим возмущение ударной волны, представляющее собой ее бесконечно малое смещение в направлении, перпендикулярном ее плоскости ). Оно сопровождается бесконечно малым возмущением также и других величин — давления, скорости и т. д. газа по обеим сторонам поверхности разрыва. Эти возмущения, возникнув вблизи волны, будут затем распространяться от нее, переносясь (относительно газа) со скоростью звука это не относится лишь к возмущению энтропии, которое будет переноситься только с самим газом. Таким образом, произвольное возмущение данного типа можно рассматривать как совокупность звуковых возмущений, распространяющихся в газах I и 2 по обе стороны ударной волны, и возмущения энтропии последнее, перемещаясь вместе с газом, будет, очевидно, существо- [c.467]

Формула (93,12) применима количественно только при достаточно малых разностя.ч pj — р. Однако качественно мы можем применить формулу (93,13) для определения порядка величины ширины ударной волны и в тех случаях, когда разность р 2 Р порядка величины самих давлений pi, рг- Скорость звука в газе — порядка величины тепловой скорости v молекул. Кинематическая л<е вязкость, как известно из кинетической теории газов, V Iv 1с, гле / — длина свободного пробега молекул. Поэтому а 1/с (оценка члена с теплопроводностью лает то же самое). Наконец, d V/dp )s К/р и pf с- Внося эти выражения в (93,13), получаем [c.493]

В заключение этого параграфа необходимо сделать замечание, аналогичное замечанию в конце 82. Там было отмечено, что среди различных возмущений состояния движущегося газа исключительными по своим свойствам являются возмущения энтропии (при постоянном давлении) и ротора скорости. Эти возмущения покоятся относительно газа, а не распространяются со скоростью звука. Поэтому поверхности, на которых испытывают какой-либо слабый разрыв непрерывности энтропия и ротор скорости ), покоятся относительно газа, а относительно неподвижной системы координат переносятся вместе с самим газом. Такие разрывы мы будем называть тангенциальными слабыми разрывами-, они проходят через линии тока и в этом отношении вполне аналогичны сильным тангенциальным разрывам. [c.502]

Таким образом, мы приходим к выводу, что если на входе трубы скорость газа меньше скорости звука, то движение остается дозвуковым и на всем дальнейшем ее протяжении. Скорость, равная местной скорости звука, если и достигается вообще, то только на выходном конце трубы (при достаточно низком давлении во внешней среде, в которую выпускается газ). [c.509]

Посмотрим теперь, что происходит, если переходить к движениям со все большими и большими абсолютными скоростями поршня w . Из формул (1.53) — С1-56) видно, что чем больше li , тем ниже скорость звука, ллотность, давление и температура (Г ]/ с) газа в конечном состоянии ( i = с (w), Qi = Q (w) И Т. Д.). Наконец, при некоторой ско- [c.44]

При скоростях, меньших примерно половины скорости звука, повышение давления за счет скорости набегающего потока бывает незначительным (меньше 20 /о), свободная энергия горячих газов мала и в кинетическую энергию преобразуется лишь малая часть энтальпии продуктов сгорания. Поэтому при малых скоростях (М<0,5) ПВРД не применяются. [c.13]

Хергет [830, 831] исследовал зависимость скорости звука от давления для углекислого газа при давлениях от 5 до 98 атм и температурах от 28 до 38° С и для этилена при давлениях от 35 до 75 атм и температурах от 9,7 до 23° С. Результаты его измерений для углекислого газа приведены на фиг. 358. В критической области кривые изменения скорости звука имеют острый минимум точные измерения в этой области дают разброс в крутизне этих кривых, но не в значении скорости звука. Ниже критической точки минимумы скорости звука получаются при значениях давления и температуры, отвечающих [c.318]

Рассмотрим теперь движение газа через диффузор — канал, в котором давление повышается. за счет уменьшения скоростного напора (dt< 0). Из уривне ния (5.25) следует, что если с/о<1, то dF>0, т. е. если скорость газа при входе в канал меньше скорости звука, то диффузор должен расширяться по направлению движения газа так же, как при течении несжимаемой жидкости. Если же скорость газа на входе в канал больше скорости звука (с/а>1), то диффузор должен суживаться (df<0). [c.49]

В данной работе рассматривается определение газодинамических параметров в канале в момент выхода из него тяжелого аппарата, когда скорость выхода аппарата значительно меньше скорости звука в газе, а изменение давления в канале при его опорокнении в атмосферу после выхода аппарата. Задача определения параметров газа в канале в момент выхода тякелого аппарата может быть рассмотрена в квазиитавдонарной постановке /1-3/ с использованием известных соотношений для адиабатического процесса /4/. В этом случав изменение давления гааа в канале описывается уравнением [c.47]

При сравнении эксперимента с теорией по отношению давлений в горле несовпадение данных для различных давлений торможения и объемных содержаний составля.ло от 3 до 1396. Несоответствие между теорией и экспериментом по отношению давлений и скорости звука в смеси обус.ловлено в основном тем фактом, что в теоретической модели не учитыва.лся теплообмен и обмен ко.чнчеством движения между пузырьками газа и водой. [c.330]

В общем случае произвольного стационарного течения эта поверхность не является уже конической во всем объем( потока. Можно, однако, по-прежнему утверждать, что она пересекает в каждой своей точке линию тока под углом, равным углу Маха. Значение же угла Маха меняется от точки к точке соответственно изменению скоростей v w с. Подчеркнем здесь, кстати, что при движении с большими скоростями скорость звука различна в разных местах газа — она меняетея вместе с термодинамическими величинами (давлением, плотностью и т. д.), 4 ункциен которых она является ). О скорости звука как функции координат точки говорят как о местной скорости звука. [c.443]

Говоря о возмущении состояния газа, мы подразумеваем слабое изменение каких-либо характеризующих это состояние величии скорости, плотности, давления и т. и. По этому поводу необходимо сделать следующую оговорку со скоростью звука не распространяются возмущения значений энтропии газа (при постоянном давлении) и ротора его скорости. Эти возмущения, раз возникнув, не перемещаются вовсе относительно газа, а относительно неподвижной системы координат переносятся вместе с газом со скоростью, разной скорости каждого данного его элемента. Для энт[)опни это является непосредственным следствием закона ее сохранения (в идеальной жидкости), который как раз и означает, что энтропия каждого элемента газа остается постоянной при его перемещении. Для ротора скорости (завихренности) то же самое следует из закона сохранения циркуляции. Для этих возмущений характеристиками являются сами линии тока. [c.444]

Легко убедиться простыми рассуждениями, что поверхности слабого разрыва распространяются относительно газа (по обе стороны поверхности) со скоростью, равной скорости звука. Действительно, поскольку функции р, р, V,. .. сами не испытываюг скачка, то их можно сгладить, заменив функциями, совпадающими с ними везде, кроме окрестности поверхности разрыва, а в этой окрестности отличающимися лишь на сколь угодно малые величины, но так, что сглаженные функции не имеют уже никаких особенностей. Истинное распределение, скажем, давления, можно, таким образом, представить в виде наложения совершенно плавного распределения ро без всяких особенностей и очень малого нарушения р этого распределения вблизи поверхности разрыва. Последнее же, как и всякое малое возмущение, распространяется относительно газа со скоростью звука. [c.500]

Проследим за изменением режима вытекания газа при уменьшении давления ро внешней среды, в которую газ выпускается. При уменьшении внешнего давления от значения, равного давлению ро в сосуде, и вплоть до значения р одновременно с ним падает также и давление pi в выходном сечении трубы, причем оба эти давления (pi и ре) остаются равными друг другу другими словами, все падение давления от ро до внешнего происходит внутри сопла. Выходная. же скорость и, и полный расход газа Q = y,Smiii монотонно возрастают. При р = р выходная скорость делается равной местному значению скорости звука, а расход газа — значению Qmax-При дальнейшем понижении внешнего давления выходное давление перестает падать и остается все время равным р падение же давления от р до ре происходит ун е вне трубы, в окружающем пространстве. Другими словами, ни при каком внешнем давлении падение давления газа в трубе не может быть ббльш им, чем от ро до р так, для воздуха (р , = 0,53 Ро) максимальное падение давления составляет [c.504]

Из получеш1ых результатов можно сделать интересный вы-вол,. Пусть на входе трубы скорость газа меньше скорости звука. По направлению вниз по течению энтропия растет, а давление падает это соответствует передвижению по правой ветви кривой s = s(p) по направлению от S к О (рис. [c.509]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...