Compressibilité

propriétés aterial (thermodynamique) Dans la thermodynamique et les caractéristiques aérodynamiques , la compressibilité est une mesure du changement de volume relatif d'un fluide ou du plein car une réponse à un changement de la pression (ou effort moyen ).

$\ beta=- \ frac {1} {} de V \ frac {\ V partiel} {\ p partiel}$

là où le V est le volume et le p est la pression . Le rapport ci-dessus est inachevé, parce que pour n'importe quel objet ou système l'importance de la compressibilité dépend fortement de si le processus est le adiabatique ou le isotherme. En conséquence nous définissons la compressibilité isotherme comme : $de \ beta_T=- \ frac {1} {V} \ (\ frac {\ V partiel} {\ p partiel} \ droit) _T$ laissé

là où le souscrit T indique que le différentiel partiel doit être pris à la température constante. La compressibilité adiabatique comme : $de \ beta_S=- \ frac {1} {V} \ (\ frac {\ V partiel} {\ p partiel} \ droit) _S$ laissé

là où le S est entropie. Pour un solide, la distinction entre les deux est habituellement négligeable.

L'inverse de la compressibilité s'appelle le module de compressibilité , le souvent dénoté K (parfois B ) de . Cette page contient également quelques exemples pour différents matériaux.

Dynamique des fluides

Dynamique aéronautique

La compressibilité est un facteur important en aérodynamique . À de basses vitesses, la compressibilité d'air n'est pas significative par rapport à la conception des avions , mais car le flux d'air s'approche et dépasse de la vitesse de du bruit , une foule de nouveaux effets aérodynamiques deviennent importante dans la conception des avions. Ces effets, souvent plusieurs de eux à la fois, l'ont rendu très difficile pour que les avions d'ère de la deuxième guerre mondiale atteignent des vitesses beaucoup au delà de 800 km/h (500mph).

Certains des effets mineurs incluent les changements au flux d'air qui mènent aux problèmes dans la commande. Par exemple, la foudre du P-38 avec son aile hypersustentatrice épaisse a eu un problème particulier dans des piqués à grande vitesse que cela a menés à un état de nez-vers le bas. Les pilotes écriraient des piqués, et puis constatent qu'ils pourraient plus ne commander l'avion, qui a continué à flairer plus de jusqu'à ce qu'il se soit brisé. Ajouter un " ; flap" de piqué ; sous l'aile changée le centre de la distribution de pression de sorte que l'aile ne perde pas son ascenseur. Ceci a fixé le problème.

Un problème semblable a affecté quelques modèles du Spitfire de Supermarine de . Aux vitesses les ailerons pourraient appliquer plus de couple que les ailes du Spitfire légèrement pourraient manipuler, et l'aile entière tordrait dans la direction opposée. Ceci a signifié que l'avion roulerait dans la direction vis-à-vis cela que le pilote a prévu, et mené à un certain nombre d'accidents. Des modèles plus tôt n'étaient pas assez rapides pour que ceci soit un problème, et ainsi on ne l'a pas noté jusqu'à ce que de plus défunts Spitfires modèles comme le Mk.IX aient commencé à apparaître. Ceci a été atténué en ajoutant la rigidité de torsion considérable aux ailes, et a été complètement traité quand le Mk.XIV a été présenté.

Le FB 109 et Mitsubishi zéro de Messerschmitt de a eu l'exact vis-à-vis du problème dans lequel les commandes sont devenues inefficaces. À des vitesses plus élevées le pilote simplement ne pourrait pas déplacer les commandes parce qu'il y avait trop de flux d'air au-dessus des gouvernes. Il deviendrait difficile manoeuvrer les avions, et haut à assez d'avions moins maneuverable de vitesses pourrait le résultat ils.

En conclusion, un autre problème commun qui s'insère dans cette catégorie est le flottement . À quelques vitesses le flux d'air au-dessus des gouvernes deviendra turbulent, et les commandes commenceront à flotter. Si la vitesse du flottement est proche d'un harmonique du mouvement de la commande, la résonance pourrait casser la commande au loin complètement. C'était un problème grave sur le zéro. Quand des problèmes avec la commande pauvre à la vitesse ont été produits la première fois, ils ont été adressés en concevant un nouveau modèle de gouverne avec plus de puissance. Cependant ceci a présenté un nouveau mode résonnant, et un certain nombre d'avions ont été perdus avant que ceci ait été découvert.

Tous ces effets sont souvent mentionnés en même temps que le " de limite ; compressibility" ; , mais en quelque sorte de parler, ils sont inexactement employés. D'un point de vue strictement aérodynamique, la limite devrait se référer seulement à ces effets secondaires surgissant en raison des changements du flux d'air d'un fluide incompressible (semblable en effet à l'eau) à un fluide compressible (agissant en tant que gaz) comme la vitesse du bruit est approchée. Il y a deux effets en particulier, drague de vague et mach critique . < ! -- Veuillez voir la discussion d'article si vous pensez que des limites incompressibles et compressibles devraient être permutées -->

La drague de vague est une élévation soudaine de drague sur les avions, provoqués par l'air s'accumulant devant elle. Aux vitesses inférieures cet air a le temps au " ; sortir du way" ; , guidé par l'air devant lui qui est en contact avec les avions. Mais à la vitesse du bruit ceci peut plus ne se produire, et l'air qui était précédemment suivant la ligne profilée autour des avions maintenant la frappe directement. La quantité de puissance a dû surmonter cet effet est considérable. Le mach critique est la vitesse à laquelle une partie d'air passant au-dessus de l'aile de l'avion devient supersonique.

À la vitesse du bruit la manière dont l'ascenseur est produit change nettement, de l'domination par le principe de Bernoulli de en des forces produites par les ondes chocs puisque l'air sur le dessus de l'aile voyage plus rapidement que sur le fond, dû à l'effet de Bernoulli, aux vitesses près de la vitesse du bruit l'air sur le dessus de l'aile sera accélérée à supersonique. Quand ceci se produit la distribution des changements d'ascenseur nettement, causant typiquement un équilibre puissant de nez-vers le bas. Puisque les avions ont normalement approché ces vitesses seulement dans un piqué, les pilotes rapporteraient les avions essayant de flairer plus de dans le sol.

Thermodynamique

voient également :

du facteur de compressibilité Le " de limite ; compressibility" ; est également employé en thermodynamique pour décrire la déviance dans les propriétés thermo-dynamiques d'un vrai gaz de ceux prévus d'un gaz idéal . Le facteur de compressibilité de est défini As $Z= de \ frac {p \ tilde {V}} {R T}$ là où le p est la pression du gaz, le T est sa température , et le $\ tilde {V}$ est son volume molaire . Dans le cas d'un gaz idéal, le Z de facteur de compressibilité est égal à l'unité, et la loi de gaz parfaits familière est récupérée : $p de = {droite \ plus de {\ tilde {V}}}$

Z peut, généralement être plus grand ou moins que l'unité pour un vrai gaz.

La déviation du comportement de gaz idéal tend à devenir particulièrement significative (ou, d'une manière equivalente, les bêtes perdues de facteur de compressibilité loin de l'unité) près du point critique , ou dans le cas de la température à haute pression ou basse. Dans ces cas, un diagramme généralisé de compressibilité de ou une équation d'état de alternative mieux adapté au problème doit être utilisé pour produire des résultats précis.

Sciences de la terre

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