• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Liczba Macha



    Podstrony: [1] 2 [3]
    Przeczytaj także...
    Skrzydło samolotu (płat nośny) – zespół płatowca, jeden z głównych elementów konstrukcyjnych stałopłatów (samolotów, szybowców) służący do wytwarzania siły nośnej. W przekroju skrzydło ma kształt profilu lotniczego. Na krawędzi skrzydła umieszczone są lotki i często urządzenia do zwiększenia siły nośnej (sloty, klapy). Skrzydło tworzy często zespół konstrukcyjny w skład którego mogą wchodzić gondole silnikowe, podwozie, zbiorniki paliwa oraz pomieszczenia na ładunek użytkowy.Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.
    Opływ obiektów[ | edytuj kod]

    Uwzględniając liczbę Macha, można podzielić rodzaje przepływu na:

  • nieściśliwy: Ma = 0,15
  • poddźwiękowy: 0,15 < Ma < 0,9
  • okołodźwiękowy: 0,9 < Ma < 0,95
  • dźwiękowy: Ma = 1
  • naddźwiękowy: 1,05 < Ma < 5
  • hiperdźwiękowy: Ma > 5.
  • Jeżeli liczba Macha jest znacznie mniejsza od jedności (Ma < 0,15), mówimy, że przepływ jest nieściśliwy (efekt ściśliwości można pominąć). Przy wyższych wartościach liczby Macha (np. dla powietrza Ma > 0,6) efekt ściśliwości zaczyna mieć znaczenie, a błąd wynikający z zaniedbania tego efektu przestaje być pomijalny. Wtedy przepływ określa się mianem ściśliwego.

    Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.Bariera dźwięku – potoczne, obrazowe określenie dotyczące zjawisk, które zachodzą w zakresie prędkości lotu bliskich prędkości dźwięku. Przy prędkości dokładnie równej prędkości dźwięku nie dzieje się nic nadzwyczajnego, w szczególności nie powstaje grom dźwiękowy.

    Ważnym zagadnieniem jest opływ powietrza wokół profilu skrzydła samolotu. W obrębie prędkości okołodźwiękowych pole przepływającego strumienia ma części poddźwiękowe oraz naddźwiękowe. Strumień wchodzi w region okołodźwiękowy, kiedy w pewnym miejscu profilu pojawia się prędkość naddźwiękowa (Ma > 1). Nazywa się to tak zwaną lokalną prędkością dźwięku. Prędkość przepływającego strumienia następnie maleje gwałtownie w fali uderzeniowej do prędkości poddźwiękowej (Ma < 1). Fala w miarę wzrostu prędkości przesuwa się w kierunku krawędzi spływu płatu (przypadek a).

    Silnik rakietowy – rodzaj silnika odrzutowego, czyli wykorzystującego zjawisko odrzutu substancji roboczej, który nie pobiera w trakcie pracy żadnej substancji z otoczenia. Substancją roboczą mogą być produkty spalania (gazy spalinowe) powstałe przy utlenianiu paliwa (chemiczny silnik rakietowy), przy czym zarówno paliwo rakietowe jak i utleniacz znajdują się w zbiornikach napędzanego urządzenia (tlen nie jest pobierany z atmosfery), dzięki czemu silnik może pracować w dowolnych warunkach, np. w przestrzeni kosmicznej i pod wodą. Mogą nią być też jony rozpędzane elektromagnetycznie (silnik jonowy), plazma, także rozpędzana elektromagnetycznie (silnik plazmowy) lub strumień fotonów gamma (silnik fotonowy). Stosowany najczęściej w rakietach i promach kosmicznych oraz pociskach rakietowych.Fala uderzeniowa – cienka warstwa, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Fale uderzeniowe powstają podczas silnego wybuchu, ruchu ciała z prędkością ponaddźwiękową (np. samolot).

    Kiedy prędkość rośnie, obszar przepływu ponaddźwiękowego rozszerza się w stronę krawędzi przedniej (natarcia) i tylnej (spływu) płata. Kiedy przekroczona zostaje bariera dźwięku, szybkość przepływu maleje w przedniej fali uderzeniowej, ale pozostaje ponaddźwiękowa. Jedynym obszarem poddźwiękowym jest niewielki obszar w przedniej części profilu, przy krawędzi natarcia (przypadek b).

    Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.Prędkość dźwięku w określonym ośrodku – prędkość rozchodzenia się w nim podłużnego zaburzenia mechanicznego.

    Fale uderzeniowe rozchodzą się w kierunku tylnym i zewnętrznym obiektu (tworząc tzw. stożek Macha). Im wyższa prędkość tym stożek węższy. Przy prędkości Ma = 1 stożek staje się prawie całkowicie płaski.

    Im wyższa wartość liczby Macha, tym większa intensywność fali uderzeniowej. Kiedy przepływ płynu przecina falę uderzeniową, jego prędkość spada, a temperatura, gęstość oraz ciśnienie tego płynu wzrasta. Im wyższa wartość liczby Macha, tym różnice są większe. W skrajnych przypadkach temperatura wzrasta tak znacznie, że cząsteczki gazu wokół fali uderzeniowej ulegają jonizacji i dysocjacji. Taki przepływ nazywamy hiperdźwiękowym.

    Przepływ - ruch płynu, podstawowe pojęcie z zakresu kinematyki płynów. W ujęciu ogólnym przepływ można scharakteryzować tzw. metodą Eulera przez podanie pola prędkości płynu, czyli zależności prędkości od współrzędnych przestrzennych i czasu.Powietrze (łac. aër) – mieszanina gazów i aerozoli składająca się na atmosferę ziemską. Pojęcie jest stosowane przede wszystkim w odniesieniu do tej części powłoki gazowej, której chemiczny skład jest wyrównany wskutek cyrkulacji gazów w troposferze (zob. homosfera, warstwa o grubości do 100 km), bywa jednak odnoszone również do wszystkich sfer ziemskiej atmosfery, o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych.

    Przepływ w dyszy[ | edytuj kod]

    Znaczenie liczby Macha wzrasta przy szybkich przepływach przez rury, kanały lub dysze (kiedy szybkość przepływu jest porównywalna z prędkością lokalną dźwięku). Gdy szybkość przekracza granicę dźwięku (Ma > 1), relacja szybkości i przekroju przewodu ulega odwróceniu. Aby wykazać, w jaki sposób rodzaj przepływu zależy od wartości liczby Macha, można stworzyć równanie będące zależnością przekroju poprzecznego, szybkości oraz liczby Macha.

    Dysza de Lavala – kanał aerodynamiczny dzięki któremu można uzyskać przepływ naddźwiękowy wykorzystywany w niektórych typach turbin parowych, w silnikach odrzutowych i rakietowych. Wynalazcą urządzenia jest Gustaf de Laval (1845-1883), szwedzki inżynier i przemysłowiec.Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

    Różniczkową postać równania Bernoulliego dla płynu ściśliwego płynącego przez kanał można zapisać:

    Ponieważ

    Profil lotniczy – obrys przekroju skrzydła samolotu, łopaty śmigła itp. w płaszczyźnie prostopadłej do osi biegnącej wzdłuż rozpiętości skrzydła (lub promienia śmigła czy wirnika). Cechą charakterystyczną profilu lotniczego jest zdolność do efektywnego wytwarzania siły nośnej pod wpływem powietrza opływającego profil (płat).Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

    Równanie zachowania masy przybiera postać:

    co zapisać można:

    Rura – element konstrukcyjny o przekroju poprzecznym zwykle w kształcie pierścienia i znacznej długości. Rury są stosowane jako przewody do prowadzenia cieczy i gazów lub jako elementy do budowy maszyn i innych urządzeń technicznych oraz konstrukcji budowlanych. Wykonane mogą być ze stali, żeliwa, metali kolorowych, betonu, żelbetu, tworzyw sztucznych (np. polietylenu, polichlorku winylu). Mogą stanowić także osłonę np. dla prowadzonych przewodów elektrycznych. Stosuje się rury do prowadzenia instalacji w osłonach termicznych tzw. rury termoizolowane.Ciśnienie – wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

    Ponieważ prędkość dźwięku wyraża się wzorem:

    Liczby podobieństwa, zwane też liczbami kryterialnymi – to bezwymiarowe współczynniki stosowane w równaniach zachowania, opisujące układy fizyczne i sprowadzone do postaci bezwymiarowej, definiowane zwykle jako stosunek łatwo mierzalnych wielkości wymiarowych lub jako stosunek wyrazów opisujących dany proces w równaniach (np. liczba Reynoldsa jest stosunkiem członu adwekcyjnego do członu dyfuzyjnego w równaniu Naviera-Stokesa). Służą one zwykle do upraszczania rachunków fizycznych i inżynieryjnych, a ich wartość pozwala często na łatwe charakteryzowanie natury opisywanych przez nie zjawisk (jeżeli dwa układy posiadają taką samą wartość liczby bezwymiarowej, opisującej konkretny układ to znaczy, że układy te są dynamicznie podobne).Ernst Mach (ur. 19 lutego 1838 w Tuřanach koło Brna, dziś Brno-Chrlice, zm. 19 lutego 1916 w Haar koło Monachium) - fizyk i filozof austriacki.

    to dzieląc obie strony poprzedniego równania przez

    Dysocjacja termiczna, termoliza (gr. thérmē - "ciepło, gorąco", lýsis - "rozpuszczenie, rozluźnienie") – rozpad cząsteczek związków chemicznych na mniejsze cząsteczki lub atomy pod wpływem temperatury. Im słabsze jest wiązanie chemiczne w cząsteczce, tym niższa jest temperatura, w której dysocjacja termiczna zachodzi. Przykładem termolizy z życia codziennego jest karmelizacja sacharozy (cukru spożywczego) w temp. 160 °C:Obłok Prandtla-Glauerta – obłok skroplonej pary wodnej, powstający podczas lotu statku powietrznego z prędkością bliską prędkości dźwięku.

    (patrz wzór na prędkość dźwięku) otrzymuje się:

    Dysza - urządzenie do kontroli kierunku lub charakterystyki wypływu płynu (gazu lub cieczy). Dysza jest najczęściej rurą o zmiennym przekroju, niekoniecznie okrągłym. Przykładem kontroli kierunku jest ciąg wektorowany w samolotach. Charakterystyka wypływu składa się zaś z takich parametrów jak prędkość, koncentracja lub kształt. Często celem stosowania dysz jest uzyskanie maksymalnej prędkości wypływu aby uzyskać maksymalny odrzut (np. w silnikach odrzutowych) lub maksymalny zasięg strumienia (np. w wężach strażackich, czy armatkach wodnych). Czasem chodzi o uzyskanie maksymalnej koncentracji strumienia np. w urządzeniach typu waterjet, lub wręcz przeciwnie - maksymalnego rozproszenia np. w rozpylaczach lakierów w zakładach fryzjerskich, czy lakierniach samochodowych. Kontrola kształtu pozwala zaś uzyskać m.in. kurtyny wodne jak i powietrzne.Stożek (dawniej konus) – bryła ograniczona przez powierzchnię stożkową, której linia kierująca jest zamknięta, oraz przez płaszczyznę przecinającą powierzchnię stożkową. Część płaszczyzny wycięta przez powierzchnię stożkową stanowi podstawę stożka. Może mieć ona kształt dowolnej figury płaskiej. Kierującą powierzchni stożkowej może być obwód podstawy. Wysokością stożka nazywamy odległość wierzchołka od płaszczyzny podstawy.

    Jeżeli podstawi się uzyskaną wartość do równania zachowania masy otrzymuje się równanie:

    Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. charakteryzuje się wielką łatwością zmieniania wzajemnego położenia poszczególnych elementów nawet dla niewielkich sił, w przeciwieństwie do ciał stałych, które przy niewielkich siłach wykazują proporcjonalność odkształcenia do naprężeń. W wyniku czego płyn może swobodnie przemieszczać się (przepływać).
      lub  

    Jak widać w powyższej zależności człon może być ujemny (jeżeli Ma < 1) lub dodatni (jeżeli Ma > 1). Poniżej prędkości dźwięku wzrost pola przekroju powoduje zmniejszenie szybkości przepływu (stosunek jest odwrotnie proporcjonalny). Po przekroczeniu prędkości dźwięku ta relacja ulega odwróceniu i wraz ze wzrostem pola przekroju rośnie prędkość przepływu.

    Na zwężającym się odcinku kanału ‘A’ następuje zwiększanie prędkości do prędkości dźwięku, na odcinku ‘b’ prędkość może rosnąc od prędkości dźwięku.

    Tak ukształtowana dysza, nazywana dyszą Lavala, stosowana jest w silnikach rakietowych i silnikach samolotów naddźwiękowych w czasie lotu naddźwiękowego.

    Nozzle diffuser.jpg


    Podstrony: [1] 2 [3]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.946 sek.