一、声速与气体在管道中的流动特性
声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称为声速。声音传播过程属绝热过程。声波是一种微弱的扰动波,通常将一切微弱扰动波的传播速度都叫声速。流体中任何处压力的微小变化都会产生压力波,该波在流体中将以所对应的声速进行传播。在管路中流体压力波可以压缩波,也可以膨胀波的方式传播。压力波传播的实质是压力和密度的微弱变化通过工作介质依次传播,其速度为:
a^2=dp/dρ或a=sqrt(dp/dρ)
在截面1—1的左边,气体突然受到一个扰动,使那里的气体压力突然升高了一个dp值,密度升高了dρ值,虽然这是一个微小增量,但这个压力扰动马上会以声速向右边传播出去,使压力p+dp,密度ρ+dρ的区域迅速向右扩张。好象1—1截面向右运动,它所到之处,气体的压力、密度都要升高dp、dρ值,这样一个传播扰动的面称为波阵面,波阵面的传播速度即声速。因声速传播很快,所以当传播介质为空气时,通常按绝热过程处理,声速的传播速度主要取决于介质的绝对温度T。
a=sqrt(dp/dρ)=sqrt(kRT)
马赫数:气流的速度 v 与声速 a 之比称为马赫数,用M表示:
M=v/a=v/sqrt(kRT)
马赫数M 是气体流动的一个重要参数,可判断声速的流动状态:
当 v<a,M<1时,称为亚声速流动(sub-sonik flow);
当 v=a,M=1时,称为声速流动,也叫临界状态流动( sonik flow);
当 v>a,M>1时,称为超声速流动(ultra- sonik flow)。
声速是一个很重要的量,是判断流体压缩性影响的一个标准,在气体力学中,低于声速和高于声速的流动具有本质的区别,因此常以马赫数的比较来划分流体流动的类型:
M <0.5时为不可压缩流体
M >5时为超高声速流动
流体的压缩性大则扰动波传播的慢,声速就小,15℃度空气中声速为340m/s,水中的声速1449m/s。超音速战斗机的飞行马赫数一般在2.5左右,一般不超过3,苏联的米格25,最高马赫数为2.8 。
二、气体在管道中的流动特性
由流体力学知识可知,对于不可压缩流体(如液压油),其速度的变化规律符合流量连续性方程或
声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称为声速。声音传播过程属绝热过程。声波是一种微弱的扰动波,通常将一切微弱扰动波的传播速度都叫声速。流体中任何处压力的微小变化都会产生压力波,该波在流体中将以所对应的声速进行传播。在管路中流体压力波可以压缩波,也可以膨胀波的方式传播。压力波传播的实质是压力和密度的微弱变化通过工作介质依次传播,其速度为:
a^2=dp/dρ或a=sqrt(dp/dρ)
在截面1—1的左边,气体突然受到一个扰动,使那里的气体压力突然升高了一个dp值,密度升高了dρ值,虽然这是一个微小增量,但这个压力扰动马上会以声速向右边传播出去,使压力p+dp,密度ρ+dρ的区域迅速向右扩张。好象1—1截面向右运动,它所到之处,气体的压力、密度都要升高dp、dρ值,这样一个传播扰动的面称为波阵面,波阵面的传播速度即声速。因声速传播很快,所以当传播介质为空气时,通常按绝热过程处理,声速的传播速度主要取决于介质的绝对温度T。
a=sqrt(dp/dρ)=sqrt(kRT)
马赫数:气流的速度 v 与声速 a 之比称为马赫数,用M表示:
M=v/a=v/sqrt(kRT)
马赫数M 是气体流动的一个重要参数,可判断声速的流动状态:
当 v<a,M<1时,称为亚声速流动(sub-sonik flow);
当 v=a,M=1时,称为声速流动,也叫临界状态流动( sonik flow);
当 v>a,M>1时,称为超声速流动(ultra- sonik flow)。
声速是一个很重要的量,是判断流体压缩性影响的一个标准,在气体力学中,低于声速和高于声速的流动具有本质的区别,因此常以马赫数的比较来划分流体流动的类型:
M <0.5时为不可压缩流体
M >5时为超高声速流动
流体的压缩性大则扰动波传播的慢,声速就小,15℃度空气中声速为340m/s,水中的声速1449m/s。超音速战斗机的飞行马赫数一般在2.5左右,一般不超过3,苏联的米格25,最高马赫数为2.8 。
二、气体在管道中的流动特性
由流体力学知识可知,对于不可压缩流体(如液压油),其速度的变化规律符合流量连续性方程或
