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声速方程

计算声速-声速-在气体、流体或固体中的声速

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在物质的某一点引入的扰动-固体或流体-将以A的形式通过该物质有一个有限的速度。

声速

声速和声速

一个小扰动通过介质的速度称为声速音速。

注意速度是一个标量。速度是有方向的矢量。

声速与物质的压力和密度的变化有关,可以表示为

c = (dp / dp)1/2(1)

在哪里

c =声速(m / s,英尺/秒)

dp =压力变化(Pa, psi)

dρ =变化量密度(公斤/米3.磅/英尺3.)

气体、流体和固体中的声速

声速也可以用胡克定律表示为

c = (K / ρ)1/2(2)

在哪里

K =体积弹性模量psi (Pa)

ρ=密度(公斤/米3.磅/英尺3.)

这个方程式对液体、固体和气体都适用。声音在弹性高、密度低的介质中传播得更快。如果介质完全不可压缩——不可压缩——声速是无限的(c≈∞)。

物质 体积弹性模量
- K
-
(109N / m2)
密度
- - - - - -ρ
-
(公斤/米3.)
2.15 999.8
石油 1.35 920
酒精 1.06 810
28.5 13595
  • 1巴和0巴的性质oC

在理想气体中的声速——声速

由于在一个点引入的声干扰非常小,热传递可以忽略,并假定气体等熵。对于一个等熵过程中可以使用理想气体定律,声速可以表示为

c = (k p / ρ)1/2

= (k R T)1/2(3)

在哪里

k =比热比(绝热指数)

p =压力(Pa, psi)

R =个人气体常数(J/kg K, ft lb/slugoR)

T =绝对温度(oK,oR)

对于理想气体,声速与绝对温度的平方根成正比。

例如:空气中的声速

音速在空气中的速度为0oC (273.15 K)和绝对压力1条可以计算为

c= (1.4 (286.9 J/K kg) (273.15 K))1/2

=331.2(米/秒)

在哪里

k= 1.4

R= 286.9 (J/K kg)

音速在空气中的速度为20.oC(293.15 K)和绝对压力1条可以计算为

c= (1.4 (286.9 J/K kg) (293.15 K))1/2

=343.1(米/秒)

例如,水中的声速

声音在水中的速度是0oC可以计算为

c=((2.06十9N / m2) /(999.8公斤/米3.))1/2

=1435.4(米/秒)

在哪里

Ev10 = 2.069(N / m2)

ρ= 999.8(公斤/米3.)

  • 声速在水中-不同温度下水中的声速-英制和国际标准化单位。

固体中的声速

亚音速和超音速

  • 如果马赫数低于1时,流动速度小于声速,而声速为亚音速
  • 如果马赫数是1-速度是跨声速
  • 如果马赫数在上面1时,流动速度大于声速,而声速为超音速。
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引用

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  • 张信哲代言欧宝是干嘛的欧宝提款限制工程的工具箱,(2003)。声速方程。[在线]可在:https://www.engineeringtoolb张信哲代言欧宝是干嘛的ox.com/speed-sound-d_82.html[访问日莫年]。

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