Aerodynamika I Podstawy nielepkich przepływów ściśliwych

Podobne dokumenty
Aerodynamika I Efekty lepkie w przepływach ściśliwych.

Rozważmy nieustalony, adiabatyczny, jednowymiarowy ruch gazu nielepkiego i nieprzewodzącego ciepła. Mamy następujące równania rządzące tym ruchem:

Aerodynamika I. wykład 3: Ściśliwy opływ profilu. POLITECHNIKA WARSZAWSKA - wydz. Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa A E R O D Y N A M I K A I

Aerodynamika I. wykład 2: 2: Skośne fale uderzeniowe iifale rozrzedzeniowe. POLITECHNIKA WARSZAWSKA - wydz. Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa

Przemiany termodynamiczne

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Podstawy termodynamiki

WYKŁAD 12 ENTROPIA I NIERÓWNOŚĆ THERMODYNAMICZNA 1/10

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

Wykład Temperatura termodynamiczna 6.4 Nierówno

Aerodynamika i mechanika lotu

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne

WYKŁAD 5 RÓWNANIE EULERA I JEGO CAŁKI PIERWSZE 1/14

Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny

K raków 26 ma rca 2011 r.

Zasady zachowania, równanie Naviera-Stokesa. Mariusz Adamski

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Układ termodynamiczny Parametry układu termodynamicznego Proces termodynamiczny Układ izolowany Układ zamknięty Stan równowagi termodynamicznej

Termodynamika. Część 12. Procesy transportu. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

WYKŁAD 3 OGÓLNE UJĘCIE ZASAD ZACHOWANIA W MECHANICE PŁYNÓW. ZASADA ZACHOWANIA MASY. 1/15

Wykład 6: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A

Przegląd termodynamiki II

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 3

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

5. Jednowymiarowy przepływ gazu przez dysze.

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej

Kinetyczna teoria gazów Termodynamika. dr Mikołaj Szopa Wykład

Zasady oceniania karta pracy

Fizyka dla Informatyków Wykład 8 Mechanika cieczy i gazów

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

Pole elektrostatyczne

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

FIZYKA STATYSTYCZNA. d dp. jest sumaryczną zmianą pędu cząsteczek zachodzącą na powierzchni S w

Maszyny cieplne substancja robocza

Wykład FIZYKA I. 14. Termodynamika fenomenologiczna cz.ii. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład 7: Przekazywanie energii elementy termodynamiki

Karta punktowania egzaminu do kursu Fizyka 1 dla studentów Wydziału Inż. Śr., kier. Inż. Śr. oraz WPPT IB. Zagadnienie 1.

Podstawy termodynamiki

Jednostki podstawowe. Tuż po Wielkim Wybuchu temperatura K Teraz ok. 3K. Długość metr m

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

S ścianki naczynia w jednostce czasu przekazywany

Termodynamika Część 7 Trzecia zasada termodynamiki Metody otrzymywania niskich temperatur Zjawisko Joule'a Thomsona Chłodzenie magnetyczne

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

[1] CEL ĆWICZENIA: Identyfikacja rzeczywistej przemiany termodynamicznej poprzez wyznaczenie wykładnika politropy.

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

Ciśnienie i temperatura model mikroskopowy

Zasady dynamiki Newtona. WPROWADZENIE DO MECHANIKI PŁYNÓW

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

Plan wynikowy fizyka rozszerzona klasa 3a

Zasady termodynamiki

Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne

podać przykład wielkości fizycznej, która jest iloczynem wektorowym dwóch wektorów.

Teoria kinetyczna gazów

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Zadania domowe z termodynamiki I dla wszystkich kierunków A R C H I W A L N E

1. 1 J/(kg K) nie jest jednostką a) entropii właściwej b) indywidualnej stałej gazowej c) ciepła właściwego d) pracy jednostkowej

Wykład 7 Entalpia: odwracalne izobaryczne rozpręŝanie gazu, adiabatyczne dławienie gazu dla przepływu ustalonego, nieodwracalne napełnianie gazem

TERMODYNAMIKA Zajęcia wyrównawcze, Częstochowa, 2009/2010 Ewa Mandowska

Temodynamika Roztwór N 2 i Ar (gazów doskonałych) ma wykładnik adiabaty κ = 1.5. Określić molowe udziały składników. 1.7

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

Warunki izochoryczno-izotermiczne

wymiana energii ciepła

Fale uderzeniowe. Anna Durkalec 06 stycznia 2010

WYZNACZANIE STOSUNKU c p /c v

Kinematyka płynów - zadania

Termodynamika Część 3

RÓWNANIE MOMENTÓW PĘDU STRUMIENIA

3 Potencjały termodynamiczne i transformacja Legendre a

ELEMENTY TERMODYNAMIKI

TERMODYNAMIKA. przykłady zastosowań. I.Mańkowski I LO w Lęborku

Stany skupienia materii

Fizyka statystyczna Fenomenologia przejść fazowych. P. F. Góra

ZADANIA Z FIZYKI - TERMODYNAMIKA

1. PIERWSZA I DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI TERMOCHEMIA

Temperatura, ciepło, oraz elementy kinetycznej teorii gazów

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia II stopnia

Termodynamika. Cel. Opis układu niezależny od jego struktury mikroskopowej Uniwersalne prawa. William Thomson 1. Baron Kelvin

3. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. Ile jest równy ten przyrost w kelwinach?

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

Q t lub precyzyjniej w postaci różniczkowej. dq dt Jednostką natężenia prądu jest amper oznaczany przez A.

Termodynamiczny opis przejść fazowych pierwszego rodzaju

GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

Spis treści. PRZEDMOWA. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ. 13 I. POJĘCIA PODSTAWOWE W TERMODYNAMICE. 19

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

Roztwory rzeczywiste (1)

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa

Transkrypt:

Aerodynamika I Podstawy nielepkich przepływów ściśliwych żródło:wikipedia.org

Podstawy dynamiki gazów

Gaz idealny Zbiór chaotycznie poruszających się cząsteczek w którym cząsteczki oddziałują na siebie tylko poprzez doskonale sprężyste zderzenia. Rozmiar cząsteczek jest pomijalnie mały w stosunku do drogi swobodnej. Równanie stanu (Clapeyrona): p V = R T (1.1) parametry stanu: p ciśnienie, T temperatura, V objętość W dynamice gazów korzystamy z zależności (dla masy jednostkowej gazu): V = 1 ρ Równanie stanu (1.1) przybiera wtedy postać: p ρ = R T (1.)

Gaz doskonały Wprowadźmy dwie funkcje stanu energię wewnętrzną e i entalpię h: h = e + p ρ (1.3) Dla gazu doskonałego energia wewnętrzna i entalpia są liniowymi funkcjami temperatury. Korzystając z (1.) otrzymamy: e = e(t ) = c v T c v = const (1.4) h = h(t ) = c p T c p = const (1.5) p = R T = (cp cv) T R = cp cv (1.6) ρ Wprowadzając współczynnik k = c p/c v otrzymamy: c p = k R k 1 c v = R k 1 h = k p k 1 ρ e = 1 p k 1 ρ (1.7)

Pierwsza zasada termodynamiki Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa sumie dostarczonego do układu ciepła i pracy sił zewnętrznych wykonanej nad układem. przemiany termodynamiczne: de = δq + δw (1.8) przemiana adiabatyczna brak wymiany ciepła z otoczeniem przemiana odwracalna istnieje możliwość powrotu do początkowego stanu gazu. Brak efektów związanych z dysypacją (np. lepkość, przewodnictwo cieplne) przemiana izentropowa adiabatyczna i odwracalna. Entropia nie podlega zmianie (patrz następny slajd) Dla przemiany odwracalnej (brak sił tarcia) δw = p dv de = δq p dv (1.9)

Druga zasada termodynamiki Pierwsza zasada termodynamiki opisuje zachowanie energii lecz nie określa kierunku przemian. Np. przekazywanie ciepła z ciała A do ciała B gdy T A < T B jest z nią zgodne. Wprowadźmy nową funkcję stanu entropię s: ds = δqrev T (1.10) δq rev infinitezymalne ciepło dodane do układu w przemianie odwracalnej Dla dowolnej przemiany zachodzi zależność: ds = δq T a dla adiabatycznej, gdzie δq = 0: + dsirrev ds δq T (1.11) (1.11) i (1.1) opisują drugą zasadę termodynamiki: ds 0 (1.1) Entropia układu rośnie lub co najwyżej pozostaje niezmieniona.

Druga zasada termodynamiki c.d. W przypadku przemiany odwracalnej korzystając z 1 Z.T. (1.9) i (1.10): korzystając z definicji entalpii (1.3) i (1.13) : T ds = de + p dv (1.13) dh = de + p dv + V dp (1.14) T ds = dh V dp (1.15) Korzystając z równania stanu (1.1) i równań (1.4) i (1.5) : dt ds = c v T dt ds = c p T + p dv T V dp T dt = c v T dt = c p T + R dv V R dp p (1.16) (1.17) Zmianę entropii dla gazu doskonałego w przemianie 1 można wyznaczyć: s s 1 = s s 1 = T T 1 T T 1 c v dt T c p dt T + V V 1 R dv V p p 1 R dp p = cv ln T T 1 + R ln V V 1 (1.18) = cp ln T T 1 R ln p p 1 (1.19)

Przemiana izentropowa Równanie (1.19) można przekształcić: s s 1 = k R k 1 p ρ1 ln R ln p = R p 1 ρ p 1 k 1 s s 1 = [ k ln [ ( ) ] R k k 1 ln p ρ1 p 1 ρ ] p ρ1 (k 1) ln p p 1 ρ p 1 (1.0) Dodatkowe zależności na zmianę temperatury w funkcji zmian ciśnienia lub gęstości można wyprowadzić z (1.19) lub (1.18). Ostatecznie, dla przemiany izentropowej (s s 1 = 0) otrzymamy zależność: p 1 p = ( ) k ( ) k ρ1 T1 k 1 = ρ T (1.1)

Równania ruchu nielepkiego płynu ściśliwego W ruchu płynu ściśliwego ρ const! Całkowe równania ruchu dla pewnej objętości Ω ograniczonej brzegiem Γ (pominięto pole sił objętościowych): Równanie ciągłości ρ dω + ρ v n dγ = 0 t Ω Γ (1.) Równanie pędu ρ v dω + ρ v (v n) dγ = p n dγ t Ω Γ Γ (1.3) Równanie energii całkowitej E = e + v t ρ E dω + Ω ρ E v n dγ = p v n dγ + ρ q dω Γ Γ Ω }{{}}{{} praca v wektor pola prędkości q źródło ciepła (dla typowych warunków q = 0) ciepło (1.4)

Równania ruchu nielepkiego płynu ściśliwego c.d. Różniczkowe równania w formie zachowawczej: Równanie ciągłości Równanie pędu ρ + (ρv) = 0 (1.5) t (ρv) t Równanie energii całkowitej (ρe) t + (v ρv) + p = 0 (1.6) + (v(ρe + p)) = ρ q (1.7)

Porównanie równań płynu ściśliwego i nieściśliwego w ruchu ustalonym Równanie ciągłości Równanie pędu v = 0 (ρv) = ρ v + v ρ = 0 (1.8) (v v) + 1 p = 0 (v ρv) + p = 0 (1.9) ρ Równanie energii brak (ρe v) + p = 0 (1.30) W przypadku nieściśliwym, substytutem równania energii może być równanie Bernoulliego (całka równania pędu!). Równanie to opisuje zamianę pracy sił ciśnienia w energię kinetyczną: v + p = const (1.31) ρ

Prędkość dźwięku p + dp ρ + dρ u = du c p ρ u = 0 p + dp ρ + dρ u = c + du p ρ u = c układ związany z otoczeniem układ związany z zaburzeniem równanie ciągłości: równanie pędu: (ρ + dρ)(c du)a = ρ c A du = c dρ ρ + dρ (1.3) ṁ(c du) (p + dp)a = ṁ c p A ρ c du = dp (1.33) ( ) c ρ δρ ρ + dρ = dp c = dp 1 dρ (1.34) dρ ρ dla małych zabużeń dρ ρ: c = dp dρ dla izentropy c = k p ρ = k R T (1.35)

Liczba Macha Liczba Macha to bezwymiarowa liczba podobieństwa dla zjawisk falowych w przepływie płyny ściśliwego. M = u c (1.36) Przykład W warunkach standardowych: p = 1000 hp a, T = 5 C = 98.15 K dla powietrza (cząsteczki dwuatomowe) k = 1.4, R = 87.05 J kg K gęstość ρ = p = 1.168 kg/m3 R T prędkość dźwięku c = k T = 9.547 m/s poruszając się z prędkością u = 100 km/h = 7.778 m/s liczba Macha M = 0.095

Klasyfikacja rodzajów przepływu w zależności od liczby Macha nieściśliwy M < 0.3 przepływ może być traktowany jako nieściśliwy (zmiana gęstości < 5%) poddźwiękowy M < 0.7 przepływ w całym zakresie jest poddźwiękowy transoniczny 0.7 < M < 1. przepływ okołodźwiękowy; występują efekty falowe; duże obszary nad/podźwiękowe naddźwiękowy 1. < M < 5 przepływ prawie w całym obszarze jest naddźwiękowy hipersoniczny 5 < M interakcja fal uderzeniowych z warstwą przyścienną; wysokie temperatury; dysocjacja i jonizacja gazu;

Całka równania energii Korzystając z r-a ciągłości (1.5) r-e energii (1.7) można przekształcić ( q = 0): Korzystając z: ( ) ρ d p dt ρ ρ de dt + v p = 0 (1.37) = dp dt p dρ ρ dt = dp dt + p v = p t + v p (1.38) i r-a (1.37) otrzymamy: ρ d dt ( ) e + u + p ρ = p t (1.39) Dla zagadnień stacjonarnych otrzymamy zależność dla pewnej lini prądu: e + u + p ρ = h + u = const (1.40)

Całka równania energii c.d. Wprowadźmy parametry w punkcie spiętrzenia (u = 0): p 0, ρ 0, i T 0. Dodatkowo, wprowadźmy pojęcie stanu krytycznego, w którym u = c czyli M = 1. Parametry stanu gazu są oznaczane indeksem : p, ρ i T. Równanie (1.40) można przedstawić w formie: h + u Równanie to w punkcie spiętrzenia (u 0 = 0): a dla stanu krytycznego (u = c ): u = cpt + = c k 1 + u = const (1.41) c k 1 + u = c 0 = const (1.4) k 1 c k 1 + u = c k 1 + c = k + 1 (k 1) c = const (1.43) Z równań (1.4) i (1.43) wynika, że na linii prądu dla gazu doskonałego w przemianie adiabatycznej c 0 i c są stałe.

Zależności dla przemiany izentropowej Wprowadźmy parametry w punkcie spiętrzenia (u = 0): p 0, ρ 0, h 0 i T 0 Zmianę parametrów stanu gazu w przemianie izentropowej z punktu 0 do 1 można opisać korzystając z (1.40): h 0 = h 1 + u 1 k p 0 = k p 1 + u 1 k 1 ρ 0 k 1 ρ 1 Korzystając z r-a izentropy (1.1) powyższe r-e można przekształcić do: [ p 0 = 1 + k 1 p 1 M 1 ] k k 1 (1.44) (1.45) Podobnie można wyznaczyć zależności na gęstość i temperaturę: [ ρ 0 = 1 + k 1 ρ 1 M 1 ] 1 k 1 (1.46) T 0 = 1 + k 1 M1 (1.47) T 1

Zależności dla przemiany izentropowej c.d. Jeśli zdefiniujemy liczbę Macha odniesioną do prędkości dźwięku w punkcie krytycznym M = u/c to równanie (1.43) można przekształcić dzieląc obie strony przez u : c 1 u k 1 + 1 = k + 1 (k 1) Na podstawie tego r-a można otrzymać zależność: z której wynika, że: c 1 1 u M k 1 + 1 = k + 1 (k 1) M = M < 1 M < 1 M = 1 M = 1 M > 1 M > 1 M M = 1 M (k + 1) M + (k 1) M (1.48) k + 1 k 1 = 6 (1.49)

Zależności dla przemiany izentropowej c.d. p/p0, ρ/ρ0, T/T0, M.5 1.5 1 0.5 p/p 0 ρ/ρ 0 T/T 0 M 0 0 0.5 1 1.5.5 3 3.5 4 4.5 5 M

50 40 Zależności dla przemiany izentropowej c.d. p 0/p ρ 0/ρ T 0/T p0/p, ρ0/ρ, T0/T 30 0 10 0 0 0.5 1 1.5.5 3 3.5 4 4.5 5 M

Prosta fala uderzeniowa

Prosta fala uderzeniowa p 1 ρ 1 p u f ρ u p 1 ρ 1 u 1 = u f p ρ u = u f u układ związany z otoczeniem układ związany z falą równanie ciągłości: równanie pędu: równanie energii: ρ 1 u 1 = ρ u (.1) ρ 1 u 1 + p 1 = ρ u + p (.) e 1 + p1 + u 1 p = e + + u ρ 1 ρ równanie stanu: h 1 + u 1 = h + u (.3) p 1 = p (.4) ρ 1 T 1 ρ T

Prosta fala uderzeniowa c.d. Równanie energii (.3) można zapisać: c p T 1 + u 1 = cp T + u c 1 k 1 + u 1 = c k 1 + u c 1 k 1 + u 1 = c k 1 + u = k + 1 (k 1) c (.5) Dzieląc stranami r-e pędu (.) przez r-e ciągłąści (.1): p 1 + u 1 = p + u u u 1 = c 1 c (.6) ρ 1 u 1 ρ u k u 1 k u Wyznaczając c 1 i c z (.5) i wstawiając do (.6): k + 1 k c u 1 u + k 1 k = 1 c = u 1 u (.7)

Równanie (.7) można przekształcić: u 1 u c Korzystając z r-a energii (.3): c k 1 + u = k + 1 (k 1) c 1 1 k 1 M + 1 = k + 1 (k 1) Z zależności (.8) i (.9): Prosta fala uderzeniowa c.d. = M 1 M = 1 M = 1 M 1 (.8) 1 M 1 k 1 u + 1 = k + 1 (k 1) c M = c u (k + 1) M + (k 1) M (.9) M = + (k 1) M 1 k M 1 (k 1) (.10) Przekształcając r-e ciągłości (.1) i korzystająć z zależności na M : ρ = u1 = u 1 = u 1 = M ρ 1 u u u 1 c 1 ρ = u1 = (k + 1) M 1 ρ 1 u + (k 1) M1 (.11)

Prosta fala uderzeniowa c.d. Korzystając z r-a pędu (.) r-a ciągłości (.1) : p p 1 = ρ u ρ 1 u 1 = ρ 1 u 1(u u 1) ( ) 1 u = k M1 u 1 p p 1 p 1 = k u 1 c 1 ( 1 u u 1 ) (.1) Używając (.11) i upraszczając otrzymamy: p = 1 + k p 1 k + 1 (M 1 1) (.13) Z r-a stanu (.4) i znanych już zależności (.11) i (.13): [ T = c = 1 + k ] + (k 1) M T 1 c 1 k + 1 (M 1 1) 1 (k + 1) M1 (.14)

Prosta fala uderzeniowa c.d. Wyprowadzone zależności (.10), (.11), (.13) i (.14) opisują uderzeniową falę zgęszczeniową (M 1 > 1) jak również uderzeniową falę rozrzedzeniową (M 1 < 1)..5 5 p/p1, ρ/ρ1, T/T1 1.5 1 0.5 p /p 1 ρ /ρ 1 T /T 1 M 4 3 1 0 0.4 0.6 0.8 1 1. 1.4 1.6 M 1 1/ 7 0 0 1 3 4 5 M 1

Prosta fala uderzeniowa c.d. Czy obydwie fale występują w rzeczywistości? Wyznaczając przyrost entropii z r-a (1.0) i zależności (.13) i (.11): s = s s 1 [ [ = R k 1 ln 1 + k ] [ ] ] k + 1 (M 1 (k + 1) M1 k 1) + (k 1) M1 (.15) Zmiana entropii dla fali uderzeniowej jest funkcją liczby Macha M 1: 0.6 s 0.4 0. 0 0. Jak widać na wykresie, dla M 1 < 1 (nieciągła fala rozrzedzeniowa) s < 0. Zgodnie z Z.T. jest to niefizyczne. W rzeczywistości mogą występować tylko zgęszczeniowe fal uderzeniowe 0.6 0.8 1 1. 1.4 1.6 1.8..4 M1

Prosta fala uderzeniowa c.d. 0 p/p1, ρ/ρ1, T/T1 15 10 6 5 p /p 1 ρ /ρ 1 T /T 1 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 M 1

Prosta fala uderzeniowa Adiabata uderzeniowa Zależności dla fali uderzeniowej można przedstawić (tak jak przemianę izentropową) jako p p 1 = f ( ρ ) ρ 1 : p p 1 = ρ (k + 1) ρ 1 (k 1) (k 1) ρ ρ 1 (k + 1) (.16) Zależność ta jest nazywana adiabatą uderzeniowa (r-e Rankine a - Hugoniota). 0 4 15 3 p/p1 10 p/p1 5 1 0 izentropa adiabata Hugoniota 0 4 6 8 0 izentropa adiabata Hugoniota 0 1 3 ρ /ρ 1 ρ /ρ 1

Prosta fala uderzeniowa Strata ciśnienia spiętrzenia Równanie energii (.3) dla parametrów w punkcie spiętrzenia można zapisać: c p T 01 = c p T 0 T 01 = T 0 (.17) R-e (1.19) dla parametrów w punkcie spiętrzenia: s s 1 = c p ln T0 T 01 R ln p0 p 01 s s 1 = R ln p01 p 0 (.18) Zmianę ciśnienia spiętrzenia można wyznczyć korzystając z (.15): [ [ R ln p0 = R p 01 k 1 ln 1 + k ] [ ] ] k + 1 (M 1 (k + 1) M1 k 1) + (k 1) M1 [ p 0 = 1 + k ] 1 [ ] k p 01 k + 1 (M 1 k 1 (k + 1) M k 1 1) 1 + (k 1) M1 (.19)

Prosta fala uderzeniowa Strata ciśnienia spiętrzenia c.d. Z r-a (.18) wynika, że przyrost entropii jest ściśle związany ze zmianą ciśnienia spiętrzenia (ciśnienia całkowitego). Wykres zależności straty ciśnienia spiętrzenia można sporządzić na podstawie (.19): 1.5 p0/p01 1 0.5 0 0 0.5 1 1.5.5 3 3.5 4 M 1

Literatura J.D. Anderson, Fundamentals of Aerodynamics J.J. Bertin, R.M. Cummings, Aerodynamics for Engineers H.W. Liepmann, A. Roshko, Elements of Gasdynamics A.H. Shapiro, The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow R. Whitford, Design for Air Combat