当地声速

更新时间:2021-12-11 23:20

当地声速是空气动力学流体力学的概念。当地声速是声速相对于滞止声速而言时的称谓。不同的气体有不同的当地声速,如在常压下,15℃的空气中是340m/s,而在同等压力和温度下,氢气中的当地声速为1295m/s。

简介

当地声速是空气动力学和流体力学的概念。当地声速是声速相对于滞止声速而言时的称谓。不同的气体有不同的当地声速,如在常压下,15℃的空气中是340m/s,而在同等压力和温度下,氢气中的当地声速为1295m/s。

同一气体的当地音速也不是固定不变的,它与气体的绝热温度平方根成正比。如常压下空气中音速=20.1√T。

滞止音速

气流某断面的流速,设想以无摩擦绝热过程降低至零时,断面上的声速。

计算公式

微弱扰动产生的压力波在连续介质中传播的速度,用符号c表示。

对气体或蒸汽的定熵流动,有

推导出,对理想气体的定熵过程;有

显然,声速通常是指当地声速,它取决于气体的性质及所处的状态。

k——绝热指数,空气k=1.4

Rg——气体常数,空气R=287J/(kg·K)

T——热力学温度

假想某断面的流速,设想以无摩擦绝热过程降低至零时,断面各参数所达到的值,称为气流在该断面的滞止参数。滞止参数以下标“0”表示。例如P0、ρ0、T0、等相应的称为滞止压强、滞止密度、滞止温度。

则滞止音速

在马赫数中

同时,流体的流动速度cf和当地声速c的比值,用符号Ma表示 。

根据马赫数的大小可将气体和蒸汽的流动分为:

亚声速:;

声速:;

超声速:;

在临界流速中

在渐缩渐扩喷管的喉部(最小截面处),Ma=1,此时,临界流速cfc等于当地声速。

适用定比热容的理想气体定熵流动过程,其中为临界压力比

适用于任何工质的可逆和不可逆绝热稳定流动过程。

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