环保工程师2022年物理污染控制辅导资料十五.docx

环保工程师2022年物理污染控制资料十五　　在平流层下部，气温不随高度而变，音速也不变，为295.2米/秒空气流淌的规律和飞机的空气动力特性，在飞行速度小于音速和大于音速的状况下，具有质的差异，因此，讨论航空器在大气中的运动，音速是一个特别重要的基准值　　音速不是一个固定的值在枯燥空气中，音速的阅历公式是：　　音速u=331.3+（0.606c）m/s（c=摄氏气温）　　常温下（15℃），音速为u=331.3+（0.606x15）=340.4m/s，这就是为什么都说音速是340m/s（1225km/h）的原因潮湿空气的音速略有增加，但是幅度不到0.5%，大多数场合可以忽视不计对于华氏气温，可以用公式换算：F=9C/5+32（C=摄氏气温）　　国际标准大气ISA规定：在对流层中（0~11000m），海平面的气温为15℃，气压101325Pa，空气密度1.226kg/m3；海拔每上升1000m，气温下降6.5℃　　利用上面的公式计算不同海拔的气温，再综合前面的音速阅历公式，就可以推算不同海拔的音速了。

　　在11000~20220m的高空（属平流层，气温根本没有变化，所以又叫“同温层”），温度下降到零下57℃（15-11x6.5=-56.5℃），这里的音速是u=331.3+[0.606x（-57）]=296.7m/s（约1068km/h）喷气式飞机都喜爱在1万米左右的高空巡航，由于这里是平流层的底部，可以避开对流层因对流活动而产生的气流在11000~20220m的同温层内，音速的标准值是1062km/h，而且根本稳定　　喷气式飞机都用马赫数Ma来表示速度，而不用对地速度这是由于物体在空气中飞行时，前端会压缩空气形成波动，这个波动是以音速传播的（由于声波也是波动的一种）假如物体的飞行速度超过音速，那么这些波动无法从前端传播，而在物体前端积累，压力增大，最终形成激波激波是超音速飞行的主要阻力源　　物体飞行速度一旦超过音速，必定产生激波激波会极大地增加飞行阻力，影响到整个飞行状态以及燃料的消耗在不同的空气环境中，尽管飞行器的Ma数一样，但他们的对地速度是不相等的；不过，他们受到的阻力却大致相当所以，飞行器都是用当地的音速，来衡量当前速度的　　二、音速　　音速也叫声速，指声波在媒质（介质）中传播的速度。

其大小因媒质的性质和状态而异声速顾名思义即是声音的速度，唯声音系以波的形式传播，与一般所理解物体的速度是不同的，所以与其将音速称为声音的速度，倒不如将音速视为波传递速度的指标，音速与传递介质的材质状况有肯定关系，而与发声者本身的速度无关，而发声者与听者间若有相对运动关系，就形成了都卜勒效应；也由此观点，穿/超音速时的诸多物理现象，其实与声音无关，而是压缩波密集累积所产生的物理现象　　三、影响音速的因素　　目前所知，声波能够在全部物质（除真空外）中传播其传播速度由传声介质的某些物理性质，主要是力学性质所打算例如，音速与介质的密度和弹性性质有关，因此也随介质的温度、压强等状态参量而转变气体中音速每秒约数百米，随温度上升而增大，0℃时空气中音速为331.4米/秒，15℃时为340米/秒，温度每上升1℃，音速约增加0.6米/秒通常，固体介质中音速，液体介质中的音速较小，气体介质中的音速最小另外，不匀称介质中的音速到处不等各向异性介质中的音速随传播方向而异　　在有些状况下音速还与声波本身的振幅、频率、振动方式（纵波声速、横波声速等）有关假如传播介质的尺寸不够大，则其边界对音速也有影响因此为了使音速的量值准确地表征传声介质的声学特征，不受其几何外形的影响，一般须规定传声介质的尺寸足够大（理论上为无限大）状况下的声波传播速度。

有时为了有用上的便利，也列出某些特别状况下的音速，如固体细棒中的音速。