使流體經過通道進行加速,為什麼亞聲速時通道需要收縮,超聲速時通道需要擴張?

時間 2021-05-06 00:46:48

1樓:DreamSnake

定性上很好解釋:

當流動可壓縮時,連續方程中的密度會改變。低速流動中密度的變化相對較小,因此收縮就加速在定性上總是正確的;然而當氣體以超音速流動時,密度的變化量比速度還大,也就是說,這時速度增大一倍,密度會減小到比一半還小,所以面積與速度的關係就反過來了,超音速氣流通過擴張通道時才會加速。

2樓:子揚

與其說需要更通俗易懂的解釋,我覺得題主更需要理解一件事情那就是,請不要把日常巨集觀低速的運動觀念套用在不適用的場合我知道咱們的習慣性思維在一些極端物理環境下依舊可以為某些現象作詮釋但是物理亦或是數學,是比常識更為嚴謹的存在

3樓:天洑軟體

這個問題以數學方式求解就是列流體的連續方程和動量方程的微分形式,然後帶入馬赫數和速度以及截面變化求解可以得到以下公式:dv/V=1/(M2-1)*dA/A

也就是當馬赫數大於1時速度變化和截面變化相同,截面變大,速度提高。這個推導過程在流體力學一維定常可壓縮管流那章有詳細過程這裡就不寫了。

如果從認知角度解釋就是,你認為截面越小速度越大理所應當是認定了流體不可壓密度不變。實際情況是速度提高,壓力降低,密度降低,速度和密度變化相反,在亞聲速階段密度的變化小於速度的變化,所以截面變小速度增大,超聲速階段則相反。

4樓:飛魚所思

你可以這樣想。產生超聲速有兩個充分條件。

1,噴嘴前後足夠大的壓力差,比如1.56馬赫數,是要有4倍的壓力差。

2拉瓦爾噴管。

如果只是漸縮管,不管你入口壓力多麼大,出口壓力也跟著增大,達不到足夠的壓力差。

所以必須是漸縮減擴,在擴張段,氣流的壓力還會繼續降低,達到足夠的壓力差,就能產生超聲速了。

不過你可能還會問,為什麼氣流的壓強在擴張段會繼續降低?所以你還是需要看看公式。

5樓:

加速和達到超音速是兩個問題,乙個是實際的測量速度,乙個反映的內部壓縮狀態。兩者要分開,只看公式容易脫離物理。所以這個問題其實沒問清楚。

當然我能理解要問什麼,畢竟也是這麼過來的,在學習動理學前也是很難從微觀/本構上理解。