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发表于 2007-5-29 22:05:58
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来自： 中国江苏南京
马赫数(流速比) q9 }4 P3 F5 p% R1 ~6 K
8 g* ~% a9 Z/ o$ c. P% r M( n 流体的流动速度(v)和声音在该流体内传播的速度(c)之比，称为马赫数(M)，M=v/c．在气体动力学中，它是划分气体流动类型的一个标版又是判断气体压缩性的一个尺度。# t' X, A4 v1 {3 K2 Q+ `: V6 l
在气(汽)体中，压力以声速相对于气体传播．当气(汽)体以流速v流动时，在顺流情况下，压力向下随传播的速度是c＋v；在逆流情况下，压力向上游传播的速度是c－v。因此，! W6 T1 A4 B' A: p2 E9 n
当v＞c时，下游压力的改变不会向上游传播。音速喷嘴就是利用这一原理达到恒定的临界流量的。当马赫数M＞l时，称为超音速流动；M＜1时，称为亚音速流动．在超音速和亚音速流动情况下，气(汽)体表现的特性有本质的区别。
: e @6 l1 h' T8 G 流体的压缩性是指流体在流场中相对密度的变化。实验证明，随着气(汽)体流速增加，气(汽)流中的压力梯度也增加，则流体的密度就不能视为常数。因此，马赫数就可用作衡量气体压缩性的标准。流体在流场中相对密度的变化(ρ／ρ0)和马赫数是什么关系？工程上常遇到的等熵过程(例如气体在喷嘴或叶片中的流动)的表达式为：# _; r# P/ ]: P/ J4 ]
- V& L, H% Y0 G( n, {6 M
, J/ E2 R: ~# h4 D0 |
- b6 B1 ] u! b' E3 d式中K——等熵指数；
: l3 Y B0 s. m4 E5 B# F+ ^ M——马赫数；9 R N# t( [2 ~
ρ——气体在流动状态下的密度；
( @8 w Z, ^9 j e ρ0——气体在滞止状态(流速等于零)下的密度。
) ^ \) g3 S- X" }& B/ G上式可知，气体在流场中密度的变化是马赫数的函数，并和气体的性质有关．对于同一气体，马赫数越大，密度变化也就越大。例如，工业上常用的过热蒸汽的ρ／ρ0和M的关系如下表所示。: q. v3 H: i0 Y8 T% i* j6 o
+ j5 f" D# K$ W过热蒸汽的ρ／ρ0与马赫数的关系% q2 x" F. ]' n' S8 M$ m* A
# p+ _$ y& b6 v, S1 k! B3 G9 uM
; j1 m4 i+ q% l8 `/ E 0.05
2 y$ B# i, G# ]- I% ~) N2 P J N 0.10
/ K- M+ ]9 y' l4 e/ h- u# P 0.20
* s5 N, ~* z3 N& g) T 0.30! L: H# @4 ]8 t5 a. B
0.40
$ R2 C+ y) D5 H 0.50
' V5 K; K+ s3 g) u
! S/ S( a. a5 E' I8 x" hρ／ρ0& ^4 u2 U& ^7 a9 t/ z6 l
0.9983
D! D% E1 Q- b$ u( N. A 0.9950
( M& }0 }& m' d, y$ ` 0.9804
) S: m& \/ I: @ 0.9569; q, p1 R/ A' T) H: h2 @
0.9242; Z: |2 a% i( d) J U, x, v" r+ W: a
0.8850
" \8 p+ `% X) p' d: Q* U* g
0 \$ ?: ]& `0 ^3 {8 T& o2 x9 v a5 B由上表可知J随着马赫数的增加，也即随着流速的增加，气体的密度将减小。
: ]# X6 T# \) z; E1 P在工业测量中，若马赫数不大，则可利用上式计算得ρ／ρ0，若在允许的误差范围内ρ的变化可忽略，则可根据具体情况把可压缩流体视为不可压缩流体处理。 |
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