- Маха число
-
Число́ Ма́ха — в механике сплошных сред — один из критериев подобия в механике жидкости и газа. Представляет собой отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде — назван по имени австрийского ученого Эрнста Маха (нем. E. Mach).
Содержание
Техническое определение
Зачастую используется упрощённое определение числа Маха как отношения скорости тела, движущегося в газовой среде, к скорости звука в данной среде. Такое определение не вполне корректно, так как скорости потоков в окрестностях движущегося тела зависят от его формы.
Чаще всего такое определение используется в оценочных характеристиках летательных аппаратов: их скорость задаётся безразмерным числом в формате M n, где n-десятичное число. Например, скорость M 4 — обозначает что скорость летательного аппарата в 4 раза превышает скорость звука. Пересчёт такой скорости в линейную скорость затруднён, так как скорость звука в воздухе зависит от его плотности (и, соответственно, высоты полёта) и температуры. Вместе с тем шкала скоростей Маха широко применяется в авиации, так как аэродинамические свойства и условия обтекания летательных аппаратов при близких значениях числа Маха также близки.
Число Маха в газовой динамике
Число Маха
- , где — скорость потока, а — скорость звука
является мерой влияния сжимаемости среды в потоке данной скорости на его поведение: из уравнения состояния идеального газа следует, что относительное изменение плотности (при постоянной температуре) пропорционально изменению давления:
- ,
из закона Бернулли разность давлений в потоке , то есть относительное изменение плотности:
Поскольку скорость звука , то относительное изменение плотности в газовом потоке пропорционально квадрату числа Маха:
Наряду с числом Маха используются и другие характеристики безразмерной скорости течения газа:
коэффициент скорости
и безразмерная скорость
- ,
где — критическая скорость,
- — максимальная скорость в газе,
- — отношение удельных теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме соответственно.
См. также
Литература
- Число Маха // Физическая энциклопедия, М: Советская энциклопедия, 1988
Безразмерные числа в физике Понятия Размерность физической величины · Безразмерное число · П-теорема · Критерий подобия Числа Аббе · Архимеда · Багнольда · Био · Бонда · Бринкмана · Вебера · Вайсенберга · Гагена · Галилея · Гартмана · Грасхофа · Гуше · Дамкёлера · Деборы · Дерягина · Гретца · Дина · Каулинга · капиллярности · Кнудсена · Лапласа · Льюиса · Маха · Марангони · Нуссельта · Онезорге · Пекле · Прандтля (магнитное, турбулентное) · Рейнольдса (магнитное) · Ричардсона · Россби · Роуза · Рошко · Руарка · Рэлея · Стентона · Стокса · Струхаля · Суратмана · Тейлора · Уомерсли · Фруда · Фурье · Чандрасекара · Шмидта · Шервуда · Эйлера · Эккерта · Экмана · Элсассера · Эотвоша
Wikimedia Foundation. 2010.