А) Максимальная и критическая скорость
Установим некоторые соотношения для модели совершенного газа. Запишем , . (5.16) Это равенство определяет температуру торможения – . Из полученного равенства следует, что при с увеличением местная температура убывает, и наоборот. Однако уменьшение температуры не может происходить беспредельно, т.к. , и, следовательно, . Это позволяет ввести в рассмотрение максимальную скорость движения газа. При заданном значении энтальпии (температуры) торможения максимальная скорость определяется равенством: . (5.17) Сравнение скорости газа с максимальной позволяет судить о степени преобразования внутренней энергии газа и работы, которую могут совершить силы давления при расширении газа, в кинетическую энергию его движения, т.к. при и внутренняя энергия и давление равны нулю. В общем случае (температура) торможения может меняться вдоль линии тока, то будет меняться и . Только для адиабатных течений, для которых энтальпия торможения постоянна на линии тока, . Преобразуем дальше уравнение (5.16), разделив его на : , . (5.18) Теперь воспользуемся связью между энтальпией и скоростью звука и запишем уравнение в виде: . (5.19) Будим рассматривать адиабатное движение газа. Тогда из равенства (5.19) следует, что при увеличении скорости газа уменьшается скорость звука в нем и наоборот: уменьшение скорости приводит к увеличению скорости звука, и в потоке можно найти точку, в которой скорость газа сравняется со скоростью звука в нем.
|