[科普中國(guó)]-氣流滯止

滯止參數(shù)

由于滯止參數(shù)是人為引入的參考參數(shù)，其定義與所研究的實(shí)際流動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)。但滯止參數(shù)可以是流場(chǎng)中實(shí)際存在的參數(shù)，如飛行器飛行時(shí)駐點(diǎn)處的參數(shù)和高壓容器中氣體的參數(shù)、高速風(fēng)洞前的儲(chǔ)氣罐中的氣體參數(shù)等。1

滯止焓和滯止溫度根據(jù)一維定常絕能流動(dòng)的能量方程

由上式可見(jiàn)，在絕能流動(dòng)中，當(dāng)速度減小時(shí)，焓將會(huì)增加。如果把氣流由速度V1，絕能地滯止到零(V1=0)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的焓值(h1)就稱(chēng)為滯止焓，用h*表示，則

此式只要求絕能，不要求等熵，因此上式既可適用于可逆過(guò)程也適用于不可逆過(guò)程。滯止焓也稱(chēng)為氣流的總焓。上式中的h稱(chēng)為靜焓，靜焓與氣流動(dòng)能之和，代表氣流所具有的總能量的大小(即總焓)。

對(duì)于完全氣體，h=cpT，則有

式中，T*稱(chēng)為氣流的滯止溫度或稱(chēng)總溫，它是把氣流速度絕能滯止到零時(shí)的溫度，它也反映氣流總能量的大小；而T稱(chēng)為靜溫。1

滯止壓強(qiáng)和滯止密度將氣流速度絕能等熵地滯止到零時(shí)的壓強(qiáng)和密度就稱(chēng)為滯止壓強(qiáng)和滯止密度，分別用p*和a*表示。對(duì)于完全氣體，由等熵關(guān)系式得

由完全氣體的狀態(tài)方程式可以得到滯止密度a*、靜密度a和Ma之間的關(guān)系

如果給定了流場(chǎng)中任一點(diǎn)的氣流滯止溫度T*、滯止壓強(qiáng)p*、滯止密度a*和Ma，那么就可分別算出該點(diǎn)的氣流溫度T、壓強(qiáng)p、密度a，并進(jìn)一步計(jì)算出速度v。反之，也可以通過(guò)某點(diǎn)氣流的靜參數(shù)確定其總參數(shù)。

在氣體動(dòng)力學(xué)中引進(jìn)滯止?fàn)顟B(tài)是個(gè)參考狀態(tài)，它是假想地把一點(diǎn)處的氣流絕能等熵地流人一個(gè)無(wú)限大的儲(chǔ)氣箱內(nèi)，使其速度滯止到零時(shí)的箱內(nèi)氣體狀態(tài)，在流場(chǎng)內(nèi)每一點(diǎn)都有一個(gè)當(dāng)?shù)氐臏範(fàn)顟B(tài)，因此，在流動(dòng)過(guò)程中的每一點(diǎn)都有確定的滯止參數(shù)的數(shù)值，即滯止參數(shù)是點(diǎn)函數(shù)。在實(shí)際流動(dòng)中，氣體與外界有能量交換和粘性耗散時(shí)，流場(chǎng)中各點(diǎn)的滯止參數(shù)是變化的。1