امتیاز موضوع:
  • 5 رأی - میانگین امتیازات: 2.6
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
عدد ماخ
#1
نسبت سرعت جریان به سرعت صوت:

[تصویر:  91c13eef82f0527c0cb55387f0fbb9e6.png]
این نیز میگذرد...
پاسخ
 سپاس شده توسط محمد صالحی ، Dash @li ، نوید خزدوز ، Hamid Jafary Pooya
#2
خب انتظار بیشتر از این رو داشتم...
ولی خودم توضیح میدم....

ماخ یکی از دانشمدان علم فیزیک بوده.....
ایشون درچک اسلواکی کار می کردند...
به افتخار اینکه ایشون زحمات زیادی کشیدند سرعت صوت رو یک ماخ قرار دادند ...

سرعت صوت حدود 340 متر بر ثانیه است....که برابر یک ماخه..
و توی سرعت های بالا دیگه نمیگند متر بر ثانیه میگن ماخ....

امیدوارم برای اینکه دانشتون بیشتر شه خودتون در باره اش بیشتر سرچ کنین....
دوستان عیب کنندم که چرا دل به تودادم


باید اول به تو گفتن که چنین خوب چرایی

پاسخ
 سپاس شده توسط محمد صالحی ، مهسا.م ، نوید خزدوز ، Hamid Jafary Pooya
#3
عدد ماخ (Much number) یک عدد بی بعد است که بیان کننده نسبت سرعت جسم در سیال به سرعت صوت در همان سیال می باشد. و معمولا برای نشان دادن سرعت جسمی که نزدیک به سرعت صوت یا بالاتر از آن حرکت می کند، استفاده می شود.(هواپیما)

M=v/a

M: عدد ماخ

V: سرعت جسم

a: سرعت صوت

عدد ماخ به طور معمول برای سیالاتی که در سرعت های بالا مانند دیفیوزر، نازل یا تونل باد کار می کنند استفاده می شود.

در شرایط استاندارد در سطح آزاد دریا (دمای 15 درجه سلسیوس) سرعت صوت 340.3 m/s است. عدد ماخ 1 ثابت نیست بلکه بستگی به دما و شرایط محلی و فشار دارد. به طور مثال با افزایش سرعت صوت دما زیاد شده یعنی سرعت واقعی جسم در ماخ 1 بستگی به دمای اطراف آن سیال دارد. این عدد، عدد مهمی است چرا که رفتار سیالات در یک عدد ماخ، مشابه همدیگر است.

در سرعت نزدیک صوت میدان جریان اطراف شی شامل هر دو بخش زیر و مافوق صوت است. در ماخ بزرگتر از 1 محدوده سرعت "نزدیک صوت" شی را فرا می گیرد. در ایرفول ها مانند بال هواپیما این اتفاق در بالای بال می افتد. جریان های مافوق صوت در شوک های نرمال سرعتشان تا "سرعت نزدیک" صوت کم می شود.(شکل a)

عدد ماخ جریان هوای

عدد ماخ جریان هوای"نزدیک صوت" در اطراف ایرفول

همانطور که سرعت افزایش می یابد، ناحیه M>1 در پشت و لبه ها افزایش می یابد. در M=1 شوک نرمال لبه ها ضعیف شده و جریان بعد از شوک کاهش پیدا می کند. سرعت جریان بعد از شوک کم می شود ولی همچنان مافوق صوت باقی می ماند. حال یک شوک طبیعی در جلوی جسم ایجاد می شود و تنها منطقه مافوق صوت در این جریان یک منطقه کوچک در اطراف لبه جسم است.(شکل b)


مافوق صوت ///صوت ///نزدیک صوت ///زیر صوت ///جریان
1.2-5 ///1/// 0.8-1.2 ///<1 ///ماخ


وقتی عدد ماخ در هواپیما بیش از 1 باشد تفاوت فشار زیادی در جلوی بدنه هواپیما به وجود می آید. این اختلاف فشار ناگهانی موج شوک نامیده می شود و تا عقب هواپیما به حالت مخروطی گسترش می یابد(اصطلاحا ماخ مخروطی). این موج شوک ایجاد انفجار صوتی می کند و زمانی که هواپیما از بالای سر ما می گذرد قابل شنیدن است. اما مسافران داخل هواپیما این صدا را نمی شوند. در سرعت های بالاتر این موج مخروط باریک تر می شود. در ماخ 1 به سختی مانند مخروط است و بیشتر شکل مقعر به خود می گیرد.

در سرعت های مافوق صوت، موج شوک شروع شده و حالت مخروطی شکل به خود می گیرد، جریان کاملا مافوق صوت است و یک منطقه بسیار کوچکی از جریان در دماغه "زیر صوت" باقی می ماند.( در اجسام نوک تیز هیچ هوایی بین دماغه و موج شوک وجود ندارد. موج شوک از دماغه شروع می شود.)

با افزایش عدد ماخ موج شوک قوی تر شده و مخروط ماخ بسیار باریک می شود. با عبور سیال از موج شوک سرعت کم شده و فشار و دما و چگالی افزایش می یابد. شوک قوی تر تغییرات بزرگتری در بر خواهد داشت. در ماخ های بالا، دما آنقدر زیاد شده که یونیزاسیون و تفکیک مولکول های گاز در پشت موج شوک ایجاد می شود. این جریان ها را مافوق صوت گویند. از این رو انتخاب مواد مقاوم در برابر گرما اهمیت زیادی دارد.



عدد ماخ به عنوان پارامتر تشابهی در بسیاری از معادلات جریان های تراکم پذیر، امواج ضربه ای و انبساطی کاربرد دارد. در تست تونل باد ممکن است عدد ماخ بین شرایط آزمایش و شرایط پرواز مطابقت داشته باشد. این کاملا نادرست است که ضریب درگ را در سرعت کم در نظر بگیریم(200 مایل بر ساعت) و آن را در دو برابر سرعت صوت به کار بریم (حدود 1400 مایل بر ساعت). تراکم هوا از لحاظ فیزیکی در این دو شرایط متفاوت است.

عدد ماخ بستگی به سرعت صوت در گاز و سرعت صوت نیز بسته به نوع و دمای گاز دارد. سرعت صوت در سیارات مختلف متفاوت است. اتمسفر زمین تشکیل شده از گازهای دو اتمی اکسیژن و نیتروژن و دما نیز به ارتفاع بستکی دارد. دانشمندان و مهندسان ناسا یک مدلی از جو برای کمک کردن به تغییرات دما در ارتفاعات مختلف طراحی کرده اند. جو مریخ هم بیشتر از دی اکسید کربن تشکیل شده پس مدل مشابهی از جو مریخ نیز موجو است. این به شما این امکان را می دهد تا از تغییرات سرعت صوت در سیارات دیگر نیز مطلع شوید
این نیز میگذرد...
پاسخ
 سپاس شده توسط نوید خزدوز ، Hamid Jafary Pooya ، Dash @li
#4
دوستانی که رابطه سرعت صوت با دما رو می خوان به این پست برن.....

[تصویر:  paperclip.gif]
رابطه سرعت صوت با دما
دوستان عیب کنندم که چرا دل به تودادم


باید اول به تو گفتن که چنین خوب چرایی

پاسخ
 سپاس شده توسط مهسا.م
#5
آقا علي اين صفحه اي ك گفتين بالا نمياد...
این نیز میگذرد...
پاسخ
 سپاس شده توسط Dash @li
#6
خب از سرچ استفاده کنین نمیدونم چرا اینطوری میکنه....
دوستان عیب کنندم که چرا دل به تودادم


باید اول به تو گفتن که چنین خوب چرایی

پاسخ
 سپاس شده توسط مهسا.م
#7
افزايش سرعت و كاهش دما



همانطور كه مي‌دانيم براي آنكه دماي m كيلوگرم از جسمي با گرماي ويژه C را به اندازه ΔӨ تغيير دهيم ، Q ژول انرژي گرمايي لازم است . از تعريف گرماي ويژه داريم :



[تصویر:  1.gif]



به عبارت ديگر :



[تصویر:  2.gif]



كه در اين رابطه Q ( انرژي ) بر حسب ژول ، m ( جرم ) بر حسب كيلوگرم ، C ( گرماي ويژه ) بر حسب ژول بر كيلوگرم بر درجه سلسيوس و ΔӨ ( تغيير دما ) بر حسب درجه سلسيوس است . اينك براي محاسبه انرژي پتانسيل حرارتي جسم ، از رابطه زير استفاده مي‌كنيم :




[تصویر:  3.gif]


كه در رابطه فوق UQ انرژي پتانسيل حرارتي بر حسب ژول ، m ( جرم ) بر حسب كيلوگرم ، C ( گرماي ويژه ) بر حسب ژول بر كيلوگرم بر درجه سلسيوس و Ө دما بر حسب درجه كلوين است . به طور مثال يك كيلوگرم فولاد با گرماي ويژه 500 ژول بر كيلوگرم بر درجه سلسيوس و حرارت 37 درجه سلسيوس ( 37+273=310 درجه كلوين ) :


[تصویر:  4.gif]




155 كيلو ژول انرژي حرارتي ذخيره شده در خود دارد كه اگر از آن گرفته شود ، دماي آن صفر مطلق خواهد شد . همانطور كه مي‌دانيم با افزايش سرعت ، بر جرم جسم نيز افزوده ميشود و اين ميزان افزايش جرم از رابطه زير محاسبه ميشود :



[تصویر:  5.gif]



m جرم جسم در حال حركت ، m0 جرم جسم در حال سكون ، v سرعت حركت جسم و c سرعت نور است . اينك با جايگزيني جرم در حال حركت در رابطه قبلي ، معادله جديد زير جهت برسي ميزان حرارت جسم در حال حركت بدست مي‌آيد :



[تصویر:  6.gif]



Ө در اين معادله دماي جسم در حال حركت است كه اين رابطه بيانگر اين موضوع است كه اگر فرض كنيم جسم در حال حركت با محيط پيرامون خود تبادل گرمايي نداشته باشد ( انرژي پتانسيل حرارتي آن ثابت بماند ) ، با نزديك شدن سرعت جسم به سرعت نور ، دماي آن نيز به صفر مطلق نزديك ميشود براي اينكه :




[تصویر:  7.gif]




اينك ميبايست معادله‌اي طرح كنيم كه رابطه مابين حرارت جسم در حال سكون و حرارت همان جسم در حال حركت با سرعت معلوم را نشان دهد . براي اينكار معادل فيزيكي UQ مربوط به جسم در حال سكون را در معادله فوق قرار مي‌دهيم :



[تصویر:  8.gif]



Ө0 حرارت جسم در حال سكون است كه در نهايت به رابطه ساده‌اي مي‌رسيم كه مشابه روابط لورنتس - جرالد براي كوتاه شدن طول و كند شدن زمان به نسبت افزايش سرعت است . اينك نمودار جسمي با حرارت 37 درجه سلسيوس يا 310 درجه كلوين ، زماني كه به سرعت نور نزديك ميشود را رسم مي‌كنيم :




[تصویر:  9.gif]


نتيجه گيري بسيار مهمي است كه قبلا در مباحث پديده داپلر يا دوپلر براي امواج الكترومغناطيسي و روابط جديد كوانتومي نسبيتي و جرم صفر و ايجاد شرايط بي وزني ، تسليحات گرانشي / راهكاري جديد براي اثبات اصل هم ارزي جرم و انرژي / ارايه رابطه هم ارزي جرم و انرژي مستقل از سرعت امواج نور و گرانشي به آن رسيده بوديم . پس چنين به نظر مي‌رسد با توجه به اينكه با نزديك شدن به سرعت نور ، دماي جسم نيز به صفر مطلق ميل مي‌كند ، اين خود باعث برقراري يك تعادل حرارتي شده كه مسلما از بروز انفجار به علت افزايش جرم و چگالي ممانعت خواهد كرد . با توجه به مطالب مطرح شده در مبحث افزايش سرعت و افزايش توان راكتور شتاب دهنده فضاپيما اميدواريم در آينده نزديك بشر بتواند به سرعت نور دسترسي داشته و در كيهان مسافرت كند .





محمدرضا طباطبايي 28/2/88
این نیز میگذرد...
پاسخ
 سپاس شده توسط Hamid Jafary Pooya ، محمد صالحی ، Dash @li


پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان