Реактивное движение

[wrest]

realeugene в сообщении #1362485 писал(а):

Ну да, это означает, что сопло Лаваля позволяет перевести поток в сверхзвуковой режим течения.

Позволяет, ну и что? Главное в другом: в конвертации внутренней энергии хаотичного движения молекул в кинетическую направленного. Учитывают ли это ваши интегралы, вот вопрос. Вроде б и должны: чем больше температура тем больше давление. Но надо следить.

-- 19.12.2018, 17:13 --

Munin в сообщении #1362484 писал(а):

Я рад, что вы вообще познакомились с таким понятием, как сопло Лаваля.

Да я кстати раньше думал что сопло направляет только. А оно вон как, там оказывается сидит демон Максвела и выпускает наружу только молекулы которые летят в нужном направлении...

[realeugene]

wrest в сообщении #1362489 писал(а):

Учитывают ли это ваши интегралы, вот вопрос.

Вы не переживайте за наши интегралы.

-- 19.12.2018, 17:17 --

wrest в сообщении #1362489 писал(а):

А оно вон как, там оказывается сидит демон Максвела и выпускает наружу только молекулы которые летят в нужном направлении...

Относительно средней (макроскопической) скорости потока скорости молекул там совершенно тепловые.

[bocharov]

wrest в сообщении #1362489 писал(а):

Да я кстати раньше думал что сопло направляет только. А оно вон как, там оказывается сидит демон Максвела и выпускает наружу только молекулы которые летят в нужном направлении...

А "демон верхоглядства" выпускает наружу только молекулы глупости.

[Munin]

wrest в сообщении #1362489 писал(а):

А оно вон как, там оказывается сидит демон Максвела

Очень жаль, что с восприятием и пониманием даже простого текста у вас по-прежнему проблемы. Вы даже фамилию Максвелла написать не можете.

[wrest]

realeugene в сообщении #1362490 писал(а):

Относительно средней (макроскопической) скорости потока скорости молекул там совершенно тепловые.

Что это значит? Поток же сверхзвуковой, значит тепловая скорость (среднеквадратичная) молекул относительно потока меньше чем скорость потока, верно?

[DimaM]

wrest в сообщении #1362881 писал(а):

Поток же сверхзвуковой, значит тепловая скорость (среднеквадратичная) молекул относительно потока меньше чем скорость потока, верно?

Тепловая среднеквадратичная вообще-то больше скорости звука. Для воздуха - раза в полтора.

[wrest]

DimaM в сообщении #1362884 писал(а):

Тепловая среднеквадратичная вообще-то больше скорости звука. Для воздуха - раза в полтора.

Там же не воздух истекает. Но хотелось бы качественного ответа: каково соотношение скорости потока и среднеквадратичной скорости молекул относительно потока - они одного порядка?

[DimaM]

wrest в сообщении #1362886 писал(а):

Там же не воздух истекает.

Для невоздуха отношение должно быть немного побольше ($\sqrt{3/\gamma}$).

wrest в сообщении #1362886 писал(а):

Но хотелось бы качественного ответа: каково соотношение скорости потока и среднеквадратичной скорости молекул относительно потока - они одного порядка?

По мере истечения скорость потока растет, а скорость звука (и пропорциональная ей тепловая скорость) падает.
Для невязкого потока сохраняется величина $v+2c/(\gamma-1)$.

[realeugene]

wrest в сообщении #1362881 писал(а):

Что это значит? Поток же сверхзвуковой, значит тепловая скорость (среднеквадратичная) молекул относительно потока меньше чем скорость потока, верно?

Это значит, что в потоке локально распределение скоростей молекул тепловое, и сопло - это тепловая машина, разгоняющая поток макроскопически (в системе отсчёта сопла) за счёт внутренней энергии газа. В сопле Лаваля течение газа в сужающейся его части дозвуковое, в самой узкой части скорость потока совпадает со скоростью звука, а в расширяющейся части поток уже сверхзвуковой. Везде вдоль этого потока скорость потока возрастает и давление вдоль потока падает, и в сужающейся части сопла, и в расширяющейся.

-- 21.12.2018, 13:37 --

wrest в сообщении #1362886 писал(а):

каково соотношение скорости потока и среднеквадратичной скорости молекул относительно потока - они одного порядка?

В принципе, да, учитывая, что несколько скоростей звука это ещё один порядок. Учтите, что химическая реакция горения топлива с окислителем протекает по мере разгона потока, и разгон потока охлаждает смесь, это не взрыв, когда химическая энергия выделяется практически мгновенно при проходе ударной волны. А сравнивать кинетическую энергию потока с тепловой энергией молекул уже в выхлопе не совсем корректно

[wrest]

DimaM в сообщении #1362895 писал(а):

По мере истечения скорость потока растет, а скорость звука (и пропорциональная ей тепловая скорость) падает.
Для невязкого потока сохраняется величина $v+2c/(\gamma-1)$.

Это не отвечает на вопрос

Ну ладно, тогда возьмем чего-нибудь с потолка.
Водород и кислород - вода. На выходе температура допустим 1000-1500 градусов, а скорость на выходе ну скажем 4 км/с.
Тогда выходит что среднеквадратичная скорость молекул газа относительно потока около километра в секунду (1,3 при 1500 градусах). При скорости потока 4 километра в секунду это примерно в 4 раза. Как мы знаем, если что-то больше чем в 3 раза чем что-то другое, то это уже "следующий порядок" (величины одного порядка с единицей это от 0,3 до 3).

-- 21.12.2018, 13:46 --

realeugene в сообщении #1362927 писал(а):

А сравнивать кинетическую энергию потока с тепловой энергией молекул уже в выхлопе не совсем корректно

Почему же, чем это соотношение лучше, тем КПД двигателя больше. Собсно для того и сопло -- именно в нем и меняется это соотношение в сторону улучшения.

[realeugene]

wrest в сообщении #1362931 писал(а):

Собсно для того и сопло -- именно в нем и меняется это соотношение в сторону улучшения.

Такое хитрое сопло в первую очередь для возможности разгона потока до сверхзвука. В прямой трубе сверхзвуковой поток быстро переходит скачком в дозвуковой режим течения, скачок уплотнения зарождается на стенках трубы.

[wrest]

realeugene в сообщении #1362935 писал(а):

Такое хитрое сопло в первую очередь для возможности разгона потока до сверхзвука. В прямой трубе сверхзвуковой поток быстро переходит скачком в дозвуковой режим течения, скачок уплотнения зарождается на стенках трубы.

Вы ходите вокруг да около. Нам уже дано что в расширяющемся сопле газ охлаждается так, что разгоняется до сверхзвука и почти не тормозится стенками. Я лично не вижу в этом никакого удивительного явления, с учетом верных замечаний тов. DimaM о том, что вместе с температурой падает и скорость звука.
В статье про сопло Лаваля пишут, что эффективность преобразования тепловой энергии в кинетическую достигает 70 процентов. У никуда не движущегося относительно сопла газа кинетическая энергия ноль, а у газа истекающего из сопла она не ноль. Если конвертируется до 70 процентов энергии, значит соотношение кинетической энергии к тепловой на выходе 7:3, а тогда соотношение скоростей потока и тепловых скоростей относительно потока 49:9. Вот как-то так...

[DimaM]

wrest в сообщении #1362941 писал(а):

значит соотношение кинетической энергии к тепловой на выходе 7:3, а соотношение скоростей потока и тепловых скоростей относительно потока 49:9

Соотношение скоростей вообще-то будет $\sqrt{7}:\sqrt{3}$ .

[realeugene]

wrest в сообщении #1362941 писал(а):

Нам уже дано что в расширяющемся сопле газ охлаждается

Это дано только для сверхзвукового потока. В дозвуковом потоке наоборот.

[wrest]

DimaM в сообщении #1362943 писал(а):

Соотношение скоростей вообще-то будет $\sqrt{7}:\sqrt{3}$ .

Вот же ж...
А жаль, так все складно получалось...

-- 21.12.2018, 14:17 --

realeugene в сообщении #1362944 писал(а):

wrest в сообщении #1362941 писал(а):

Нам уже дано что в расширяющемся сопле газ охлаждается

Это дано только для сверхзвукового потока. В дозвуковом потоке наоборот.

Что наоборот? В расширяющемся сопле газ нагревается?