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声速与马赫数简介

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:流场中某点处气体流速V与当地声速c之比称为该点处气流的马赫数,用Ma表示,即马赫数表示气体宏观运动的动能与气体内部分子无规则运动的动能(即内能)之比的度量。超声速流动与亚声速流动的规律有本质的区别。跨声速流动兼有超声速流动与亚声速流动的某些特点,是更复杂的流动。

声速与马赫数简介

声速指微弱扰动波在流体介质中的传播速度,它是流体可压缩性的标志,对于确定可压缩流的特性和规律起着重要作用。声速表达式的微分形式为

当声速在气体中传播时,由于在微弱扰动的传播过程中,气流的压强、密度和温度的变化都是无限小量,若忽略粘性作用,整个过程接近可逆过程,同时该过程进行得很迅速,又接近一个绝热过程,所以微弱扰动的传播可以认为是一个等熵的过程。对于完全气体,声速又可表示为

式中,k为比热比;R为气体常数。(www.xing528.com)

式(1-16)只能用来计算微弱扰动的传播速度;对于强扰动,如激波、爆炸波等,其传播速度比声速大,并随波的强度增大而加快。 流场中某点处气体流速V与当地声速c之比称为该点处气流的马赫数,用Ma表示,即

马赫数表示气体宏观运动的动能与气体内部分子无规则运动的动能(即内能)之比的度量。当Ma≤0.3时,密度的变化可以忽略;当Ma>0.3时,就必须考虑气流压缩性的影响。因此,马赫数是研究高速流动的重要参数,是划分高速流动类型的标准:当1<Ma<3时,为超声速流动;当Ma<1时,为亚声速流动;当Ma≈1时,为跨声速流动;当Ma>3时,为超高声速流动。超声速流动与亚声速流动的规律有本质的区别。跨声速流动兼有超声速流动与亚声速流动的某些特点,是更复杂的流动。

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