Связь между числами маха до и после скачка имеет вид

Температуры адиабатически аторможенного газа перед и за скачком одинаковы: Особенностью ударной адиабаты является то, что при увеличении отношение плотностей асимптотически приближается к пределу, равному . Это значит, что как бы ни возрастало давление при переходе через скачок уплотнения, возрастание плотности не может превосходить этого предела.

Переход через скачок уплотнения не является изоэнтропийным процессом и сопровождается необратимыми преобразованиями механической энергии в тепловую, при этом энтропия возрастает. Изменение энтропии при переходе через скачок уплотнения определяется формулой:

где - газовая постоянная.

Скоростной напор (динамическое давление)– кинетическая энергия единицы объёма идеальной несжимаемой жидкости: , где - плотность жидкости, - скорость её течения; входит составной частью в уравнение Бернулли. Измеряется с помощью трубки Пито – Прандтля.

Скорость звука – скорость распространения малых возмущений в жидкости или газе. Для баротропной жидкости скорость звука определяется следующей зависимостью: , где – давление в среде, – плотность среды. Если считать процесс распространения звука в газе адиабатическим (изоэнтропийным), то для совершенного газа (м/с), где – отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянной температуре, – газовая постоянная, – абсолютная температура. Для воздуха = 1,4; =287,15 Дж/(кг∙К), следовательно, (м/с). Для продуктов сгорания =1,33; =288,4 Дж/(кг∙К), следовательно, (м/с).

Смачивание – процессы, происходящие при взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости и проявляющиеся в растекании жидкости и формировании площади адгезионного контакта, возникновении менисков в капиллярных каналах, образовании капель жидкости на поверхности или пузырьков в жидкости, в проникновении жидкости в капиллярно-пористые тела. Смачивание – следствие адгезии жидкости к определённой поверхности. Мерой смачивания считают краевой угол , отсчитываемый от смачиваемой поверхности в сторону смачивающей жидкости: где – коэффициенты поверхностного натяжения на границах: твёрдое тело – газ, твёрдое тело – жидкость, жидкость – газ.

Совершенный газ – в гидроаэромеханике – газ, параметры которого удовлетворяют уравнению Клапейрона-Менделеева , где – давление в газе, – плотность газа, – газовая постоянная, – абсолютная температура. В термодинамике такой газ называют идеальным газом. В гидроаэромеханике под идеальным газом понимают газ, в котором отсутствует вязкость.

Солитон – структурно устойчивое локализованное возмущение однородной или пространственно-периодической нелинейной среды, распространяющееся в виде волны без деформации профиля (например, цунами в океане). Солитоны ведут себя подобно частицам: при взаимодействии друг с другом или другими возмущениями они не разрушаются, а расходятся, сохраняя свою структуру; могут образовывать связанные состояния, ансамбли.

Сообщающиеся сосуды – сосуды, имеющие в нижней части соединительные каналы. Если капиллярными явлениями можно пренебречь, то в сообщающихся сосудах свободные поверхности покоящейся жидкости находятся на одном уровне.

Сопло – канал переменного по длине поперечного сечения, предназначенный для разгона жидкостей или газов до заданной скорости и придания потоку заданного направления. В сопле происходит непрерывное увеличение скорости жидкости или газа в направлении течения от начального значения на входе в сопло до наибольшей скорости на выходе из сопла. При движении по соплу внутренняя энергия рабочего тела преобразуется в кинетическую энергию вытекающей струи. Одновременно с ростом скорости в сопле происходит непрерывное падение давления и температуры от их начальных значений на входе до наименьших значений в выходном сечении сопла. Из уравнения Гюгонио 1 следует, что в случае изоэнтропийного энергетически изолированного течения газа дозвуковой поток ( < 1) ускоряется в суживающемся сопле (площадь поперечного сечения сопла уменьшается в направлении течения газа), а сверхзвуковой ( >1) – в расширяющемся сопле. Наибольшая скорость, которую можно получить в суживающемся сопле, равна скорости звука и достигается в его выходном (наиболее узком) сечении.

Статистическая физика – раздел физики, выражающий свойства макроскопических систем, состоящих из очень большого числа одинаковых частиц (молекул, атомов, электронов и т.д.) через свойства этих частиц и взаимодействие между ними.

Статистический вес (термодинамическая вероятность)в термодинамике и статистической физике – число способов, которыми может быть реализовано данное макроскопическое состояние системы. Статистический вес равен числу микроскопических состояний, реализующих данное макроскопическое состояние. Статистический вес связан с энтропией системы соотношением Больцмана , где – постоянная Больцмана.

Стационарное состояние в термодинамике – состояние, в котором термодинамические параметры системы не зависят от времени. Стационарные состояния могут быть как равновесными (см. Равновесие термодинамическое), так и неравновесными в зависимости от граничных условий, накладываемых на систему. Неравновесные стационарные состояния возможны лишь в открытых термодинамических системах.

Стокса закон – закон, определяющий силу сопротивления , испытываемую твёрдым шаром при его медленном равномерном поступательном движении в неограниченной вязкой жидкости: где – коэффициент вязкости жидкости, – радиус шара, – скорость его поступательного движения.

Струя – 1). Часть жидкости, ограниченная по-верхностью траекторий, проведенных через каждую точку замкнутого контура, проведенного в жидкости. При стационарном течении струя совпадает с трубкой тока.

Форма течения жидкости, при которой жидкость (газ) течет в окружающем пространстве, заполненном жидкостью (газом) с отличающимися от струи параметрами. В приближенной модели течения идеальной жидкости граница струи является поверхностью тангенциального разрыва, и вещество струи не смешивается с веществом окружающего пространства. В реальных течениях ввиду неустойчивости тангенциального разрыва между струей и окружающим её внешним пространством возникает слой вязкого перемешивания, в котором все параметры течения изменяются непрерывно от соответствующих струе до соответствующих окружающему внешнему пространству.

Сублимация (возгонка) – переход вещества из твердого агрегатного состояния в газообразное.

Т

Текучесть – свойство жидкостей и газов вязко деформироваться под действием напряжений; проявляется при любых напряжениях, характеризуется величиной, обратной вязкости. У газов механизм текучести связан с переносом импульса из тех слоёв, где имеется преобладающее движение молекул газа в направлении течения, к слоям, у которых это движение меньше. У жидкостей механизм текучести представляет собой преобладающую диффузию в направлении действия напряжений.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. В состоянии термодинамического равновесия все тела, образующие систему, имеют одинаковую температуру. Если изолированная система не находится в равновесии, то с течением времени температуры всех тел выравниваются – наступает термодинамическое равновесие (первый постулат, или нулевое начало термодинамики). В равновесных условиях температура пропорциональна средней кинетической энергии Е поступательного движения частиц тела: Е , где – постоянная Больцмана. Для измерения температуры выбирается некоторый термодинамический параметр термометрического вещества. Изменение этого параметра однозначно связывается с изменением температуры. В термодинамике температура определяется как производная от внутренней энергии по энтропии : Такая температура всегда положительна, и её называют абсолютной температурой. За единицу температуры в СИ принят кельвин (К).

Температура кипения – температура равновесного перехода жидкости в пар при постоянном внешнем давлении (фазовый переход 1-го рода).

Температура плавления – температура равновесного перехода кристаллического (твёрдого) вещества в жидкость при постоянном внешнем давлении (фазовый переход 1-го рода).

Тензор напряжений – симметричный тензор 2-го ранга, состоящий из девяти величин, представляющих напряжения в произвольной точке жидкости или газа, характеризует напряженное состояние среды в этой точке:

P = .

Компоненты тензора , стоящие по главной диагонали, представляют собой нормальные напряжения; а компоненты = представляют собой касательные напря-жения в точке. Для определения тензора напряжений достаточно знать шесть скалярных величин. Если в жидкости отсутствуют касательные напряжения, где - давление в точке.

Тензор скоростей деформаций – симметричный тензор второго ранга, определяется таблицей .

Компоненты тензора представляют собой скорости относительных линейных деформаций жидких отрезков в направлении соответствующих координатных осей, а компоненты – скорости угловых деформаций (деформации сдвига) жидкой частицы в соответствующих координатных плоскостях.

Теорема Гельмгольца (первая) – См. основная теорема кинематики жидкости.

Теорема Гельмгольца (вторая): поток вектора вихря скорости через произвольное сечение вихревой трубки в данный момент времени одинаков вдоль всей трубки: Эту величину принимают за количественную характеристику вихревого движения и называют интенсивностью или напряжённостью вихревой трубки .

Теоре́ма Жуко́вского — теорема о подъёмной силе, действующей на тел о, обтекаемое плоскопараллельным потоком идеальной несжимаемой жидкости или газа:

Подъемная сила крыла бесконечного размаха равна произведению плотности газа (жидкости), скорости газа (жидкости), циркуляции скорости потока и длины выделенного отрезка крыла. Направление действия подъемной силы получается поворотом вектора скорости набегающего потока на прямой угол против циркуляции:

F =ρc_∞ Г, где

F — подъёмная сила,

ρ — плотность жидкости,

c_∞ — скорость потока жидкости на бесконечности,

Г — циркуляция скорости (вектор направлен перпендикулярно плоскости профиля, направление вектора зависит от направления циркуляции),

— длина отрезка крыла (перпендикулярно плос-кости профиля).

Физически возникновение циркуляции связано с наличием вязкости и образованием вихрей при обтекании тела реальной жидкостью. Жуковский ввёл в идеальной жидкости условный, присоединённый к твёрдому телу вихрь, интенсивность которого равна циркуляции Г по замкнутому контуру, окружающему обтекаемый профиль. Величина Г может быть найдена на основании постулата Чаплыгина – Жуковского. Теорема Жуковского легла в основу теории крыла и гребного винта. С помощью теоремы Жуковского можно вычислить подъёмную силу крыла конечного размаха, тягу гребного винта, силу давления на лопатку турбины или компрессора и др.

Теорема Нернста (третье начало термодинамики) – теорема термодинамики, согласно которой энтропия любой системы стремится к конечному пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы, при стремлении температуры к абсолютному нулю (формулировка Нернста).

М.Планк сформулировал третье начало термодинамики следующим образом: при стремлении абсолютной температуры к нулю энтропия любого тела стремится к нулю.