声速方程
计算气体、流体或固体中的声速(声速)。
在一种物质(固体或流体)的某一点上引入的扰动将以A的形式在该物质中传播波速度是有限的。
声速和声速
小扰动在介质中传播的速度被称为声速或声速。
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)
ρ =变化密度(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.）
这个方程对液体、固体和气体都适用。声音在高弹性和/或低密度的介质中传播得更快。如果一种介质根本不可压缩——不可压缩——声音的速度是无限的(c≈∞)。
| 物质 | 体积弹性模量 - K- (109N / m2） |
密度 - - - - - -ρ- (公斤/米3.） |
|---|---|---|
| 水(10oC) | 2.09 | 999.7 |
| 石油 | 1.35 | 920 |
| 酒精 | 1.06 | 810 |
| 汞 | 28.5 | 13595 |
- 在1bar和0处的性质oC
声速-声速-在理想气体中
由于在一点上引入的声干扰很小，因此可以忽略传热，并假定为气体等熵．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 =压强(Pa, psi)
R =单个气体常数(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。
例子-声速在空气中
音速在空气中的传播速度0oC (273.15 k)绝对压强1条可计算为
c= (1.4 (286.9 J/K kg) (273.15 K))1／2
=331.2(米/秒)
在哪里
k= 1.4
而且
R= 286.9 (J/K kg)
音速在空气中的传播速度20.oC(293.15 K)绝对压强1条可计算为
c= (1.4 (286.9 J/K kg) (293.15 K))1／2
=343.1(米/秒)
例子-声速在水中
在水中的声速10oC可计算为
c= ((2.09 10 .9N / m2) / (999.7 kg/m3.）)1／2
=1446(米/秒)
在哪里
Ev= 2.09 109(N / m2）
而且
ρ= 999.7 (kg/m3.）
- 水中声速-不同温度下水中的声速-英制和国际单位制。
固体中的声速
亚音速和超音速
- 如果马赫数低于1时，流速低于声速，而声速为亚音速．
- 如果马赫数是1-速度是跨声速．
- 如果马赫数高于1时，流速高于声速——而声速是超音速。
