Гидроэнергетика

Учебник:


Полезные ссылки:

Лекции:

Скорость звука в газе, распространение слабых возмущений в потоке газа

найдем

Image.

Подставляя это в (11.1), получим формулу Лапласа

Image                                          (11.2)

или, учитывая (10.1,б),

Image.                                           (11.3)

Формулы (11.1) – (11.3) получены для покоящегося газа. Они применимы и в случае движущегося газа, если под а понимать местную скорость распространения слабых возмущений относительно движущегося газа в данной точке потока, рассматривая скорость самого потока V как переносную, т.е. а~Vотн, V~Vпер. По теореме о сложение скоростей в сложном движении Vабс=Vпер+Vотн. Применим этот подход к распространению звука в потоке газа.

Рассмотрим однородный поток с постоянной скоростью V; пусть некоторой неподвижной точке О происходит слабое возмущение, распространяющееся по газу со скоростью а во все стороны как сферическая волна. Тогда абсолютная скорость возмущения запишется как вектор V+an, где n- произвольный единичный вектор, и будет зависить от направления n и от соотношения между V и  а. Если V < а, то, как видно из рис.?, возмущение будет распространяться во все стороны от исходной точки О; например, по направлению потока со скоростью V+(а›0), а против потока со скоростью    V-(а‹0). Иное дело при Vа. Тогда против потока возмущение распространяться не может. Геометрическое место возмущения в каждый момент времени t представляет собой сферу радиуса at с центром, расположенным на расстоянии V t по потоку от точки О. Легко видеть, что сгибающей таких сфер является конус с углом полураствора Image, причем sinImage=a/V.(рис?). Этот конус называется конусом Маха, отношение М = V/а называется числом Маха, а угол Image =arcsin(1/М) – углом Маха; конус Маха является границей распространения слабых возмущений в однородном сверхзвуковом потоке газа.

предыдущаяследующая