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冲击波绝热方程式

2005-11-11   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0

  adiabatic equation of impact wave  冲击波绝热方程式是联系波阵面两边介质、状态参数和运动参数之间的关系的表达式、关系式,它可以从已知的未扰动状态计算扰动过的介质状态参数、研究冲击波的性质。根据质量守恒定律,单位时间内流入与流出波阵面的物质的质量相等,即


式中,分别为未扰动介质的状态参数密度和移动速度; 分别为已扰动介质的状态参数密度和移动速度;D为冲击波速度。根据动量守恒定律,运动物体动量的变化等于外力作用的冲量,即:Fτ=mu式中,m为介质的质量;F为作用于介质的力;τ为作用时间;u为在时间τ内速度的变化。根据能量守恒方程可以写成:


  质量平衡方程表示,如果是稳定状态,质量流密度ρu在每个断面都是相等的,不随时间或空间而变动,动量方程是由运动方程导出,它表示在流体动量流密度与作用力的和是不变的常数;能量方程表示流体微元总能量的变化等于流体单元的力所作的功。冲击波的传播速度为: 因此可以写成 由此可以导出冲击波绝热方程式,又叫做冲击波雨果里奥方程式:


式中,E0、E1分别为未扰动和扰动介质中单位质量的内能;P0、P1分别为未扰动和扰动介质的压力;V0、V1分别为未扰动和扰动介质的体积。

  上面方程式是在3个普遍的守恒定律基础上推导的,适用于任何介质,但直接进行计算困难。如果介质是理想气体,在所讨论的温度范围内其比热容是常数,且服从PVK=常数的关系,其中K=Cp/Cv,则经推导后得:

 

 

在未知数中只要已知其中一个就可以由以上4个方程组算出其余4个值。

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