2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Fluid čija gustina značajno varira sa promjenom pritiska naziva se kompresibilni protok. Gasovi, tečnosti i čvrste materije smanjuju zapreminu kada se na njih primeni pritisak. Odnos između varijacije zapremine i varijacije pritiska je konstanta K, specifična za svaki materijal, što zavisi od njegove elastičnosti.
Vrijednost K je veoma velika za čvrste materije i tečnosti, pošto njihov volumen (dakle i njihova gustina) malo varira sa promjenom pritiska. Iz tog razloga se kaže da je većina čvrstih materija i tečnosti nestišljiva. S druge strane, vrijednost K je vrlo mala za plinove, jer se pod velikim pritiskom njihov volumen znatno smanjuje. Tada kažemo da su većina gasova kompresibilni fluidi.
Kompresibilnost fluida se takođe može proceniti brzinom kojom se mali poremećaji prenose unutar iste tečnosti. Ova brzina se naziva zvučna brzina ili brzina zvuka u fluidu. Kompresibilni fluidi imaju niske zvučne brzine; u nestišljivim tokovima, brzina zvuka je velika.
Dakle, pri jednoj atmosferi i 20 stepeni Celzijusa, brzina zvuka u vodi je 1483,2 metra u sekundi, u vazduhu, zvučna brzina je 331,3 metara u sekundi.
Odnos između brzine protoka (V) ibrzina zvuka (c) u tečnom mediju naziva se Mahov broj.
Za Machove vrijednosti manje od 0,3, promjene gustine su samo oko 2% sa varijacijama pritiska, stoga se fluidi sa Machom manjim od 0,3 smatraju nestišljivim. U tečnostima, brzina zvuka je velika, tako da je Mach mali, budući da su nestišljive tečnosti.
Prema svom Mahovom broju, kompresibilne tečnosti se mogu klasifikovati kao:
- Podzvučne tečnosti: sa Machom manjim od 1.
- Sonic Fluids: Mach jednak 1.
- Supersonične tečnosti: sa Mahom većim od 1.
U potpunijoj klasifikaciji imamo:
- Nekompresivni protok: Mach manji od 0,3.
- Podzvučni protok: Mah između 0,3 i 0,8.
- Transsonični protok: Mah između 0,8 i 1,2
- Supersonični protok: mah između 1,2 i 3,0
- Hypersonic Flow. Mah veći od 3,0
kompresibilni tokovi imaju primjene u raznim oblastima. Vrlo čest primjer su sistemi komprimiranog zraka koji se koriste u stomatološkoj opremi i alatima za radionice, cijevi visokog pritiska za transport plinova, između ostalog. Efekti kompresibilnosti fluida su veoma važni u dizajnu aviona velikih brzina.
