Opracował: dr inż. Jerzy Kuś

Teoria maszyn cieplnych

04. Przepływy ściśliwe

- pytania

Własności zatrzymania
1. Samolot z dużą prędkością leci w nieruchomym powietrzu. Jak będzie się różniła tempe-

ratura powietrza na dziobie samolotu od temperatury powietrza w pewnej odległości od
samolotu?

2. Jak i po co jest definiowana entalpia zatrzymania i

0

? Czym ona się różni od statycznej

(zwykłej) entalpii?

3. Co to jest temperatura dynamiczna?
4. W urządzeniach klimatyzacyjnych temperaturę powietrza mierzy się czujnikiem umiesz-

czanym w strudze płynu. Zatem czujnik w rzeczywistości mierzy temperaturę zatrzyma-
nia. Czy w tym przypadku popełniamy znaczący błąd?

Prędkość dźwięku i liczba Macha
5. Co to jest dźwięk? Jak jest wytwarzany? Jak się rozchodzi? Czy fale dźwiękowe rozcho-

dzą się w próżni?

6. Czy prędkość rozchodzenia się dźwięku w określonym medium jest wielkością stałą, lub

czy zmienia się, gdy zmieniają się parametry medium?

7. W jakim medium, przy tej samej zadanej temperaturze, fale dźwiękowe rozchodzą się

szybciej: powietrzu, helu czy argonie?

8. W jakim medium fale dźwiękowe rozchodzą się szybciej: w powietrzu przy 20

°C i 1atm,

czy w powietrzu przy 20

°C i 5atm?

9. Czy liczba Macha, gazu płynącego ze stałą prędkością, zachowuje stałą wartość? Odpo-

wiedź uzasadnij.

Jednowymiarowy, izentropowy przepływ
10. Rozważmy zwężającą się dyszę z prędkością dźwiękową na wylocie. Teraz zmniejszymy

pole powierzchni wylotu, utrzymując stałe parametry na wlocie do dyszy. Co stanie się z
(a) prędkością na wylocie i (b) strumieniem masy przepływającej przez dyszę?

11. Gaz o poddźwiękowej prędkości początkowej wchodzi do adiabatycznego zwężającego

się przewodu. Przedyskutuj jaki to będzie miało wpływ na (a) prędkość (b) temperaturę,
(c) ciśnienie i (d) gęstość płynu.

12. Gaz o naddźwiękowej prędkości początkowej wchodzi do adiabatycznego rozszerzające-

go się przewodu. Przedyskutuj jaki to będzie miało wpływ na (a) prędkość (b) tempe-
raturę, (c) ciśnienie i (d) gęstość płynu.

13. Gaz o naddźwiękowej prędkości początkowej wchodzi do adiabatycznego zwężającego

się przewodu. Przedyskutuj jaki to będzie miało wpływ na (a) prędkość (b) temperaturę,
(c) ciśnienie i (d) gęstość płynu.

14. Gaz o poddźwiękowej prędkości początkowej wchodzi do adiabatycznego rozszerzają-

cego się przewodu. Przedyskutuj jaki to będzie miało wpływ na (a) prędkość (b) tempe-
raturę, (c) ciśnienie i (d) gęstość płynu.

15. Gaz przy określonych temperaturze i ciśnieniu zatrzymania przyspieszany jest w zwęża-

jąco-rozszerzającej się dyszy do M = 2 i M = 3 w innej dyszy. Co możesz powiedzieć o
ciśnieniach w przewężeniu obu tych dysz?

16. Czy jest możliwe przyspieszenie gazu do prędkości naddźwiękowej w zwężającej się

dyszy?

Przepływ izentropowy przez dyszę
17. Rozważmy przepływ poddźwiękowy przez zwężającą się dyszę przy stałych warunkach

na wlocie do dyszy. Jaki jest wpływ obniżania się przeciwciśnienia do wartości ciśnienia
krytycznego na (a) prędkość na wylocie, (b) ciśnienie na wylocie i (c) strumień masy
przepływającej przez dyszę?

18. Rozważmy przepływ poddźwiękowy przez zwężającą się dyszę przy stałych warunkach

na wlocie do dyszy. Jaki jest wpływ obniżania się przeciwciśnienia poniżej ciśnienia

Opracował: dr inż. Jerzy Kuś

Teoria maszyn cieplnych

2/04

krytycznego na (a) prędkość na wylocie, (b) ciśnienie na wylocie i (c) strumień masy
przepływającej przez dyszę?

19. Rozważmy zwężającą się dyszę i zwężająco-rozszerzającą się dyszę o takich samych

powierzchniach w przewężeniu. Jak mają się do siebie strumienie mas przepływających
przez dysze dla takiego samego płynu i przy takich samych warunkach na wlocie do dysz?