ГОСТ 5111— 74
Стр. 235
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА
При сверхзвуковых скоростях полета температура торможения воздуха Тс может значительно превышать статиче
скую температуру Т. При высоких температурах в воздухе происходят различные физико-химические процессы (возбуж
дение колебаний, химические реакции, ионизация), вследствие которых его нельзя считать идеальным газом с
постоян
ным отношением удельных теплоемкостей * - —*При скоростях полета до 4000 км/ч температура торможения воздуха
с*.
температуры.
достигает 876 К- При этих температурах необходимо учитывать возбуждение колебаний атомов в молекулах азота и
кислорода, вследствие которых отношение удельных теплоемкостей уменьшается от значения х= 1,402, соответствую щего
температурам ниже ЭОЭ К, до значения х - 1,347
при
876 К. Строго говоря, возбуждение колебательных степеней свободы
многоатомных молекул имеет место для воздуха и при температурах, характеризующих стандартное состояние атмосферы.
Однако влияние колебаний здесь незначительно и ни обычно пренебрегают. В ГОСТ 4401—73, устанавли вающем значения
параметров атмосферы в функции высоты, принято допущение, что воздух является идеальным газом с постоянным
отношением удельных теплоемкостей х*. равном 1,40. Таким образом, термодинамические параметры, не обходимые для
расчета газодинамических параметров воздуха, следует вычислять по различным формулам в зависимо
сти от
I I. Термодинамические параметры воздуха в приближении идеального газа с постоянным отношением удельных
теплоемкостей х°, равном 1.40 (Г <309,258 К)
В этом приближении удельную внутреннюю энергию и, удельную энтальпию I, удельную энтропию s и скорость
звуха а вычисляют по формулам:
X*— 1
~ R y a T •
(1)
Xе
( ш е Р Т -
Xе- I
■ R y x T .
(2 )
~
х°
—
а
з , — /?уЛ[ а ( Т ) -
In
р ] - / ? у д 1
Г
х®_
j
- In Г—In
P
1,
(3)
a ~ V * n R y n Т = 2 0 ,0 4 0 3
/
7 \
(4)
с*
Дждкг-
где /?,,=287.053 Дж/(кг • К) — удельная газовая постоянная:
- 717,632К) — удельная теплоемкость при постоянном объеме;
ср — 1,04685- Ю1 Дж/(хг-К) — удельная теплоемкость при постоянном давлении;
se — постоянная интегрирования.
в моле улах < 09.258К</ < 9 0 0 К).
1.2.Термодинамические параметры воздуха в приближении идеального газа с учетом гармонических кол
атомо
В
в
этом
к
случае
3
воздух рассматривается как трехкомпокентная смесь, состоящая из. азота, кислорода и аргона,
заменяющего все остальные компоненты. Термодинамические параметры воздуха записывают в виде;
3
« R y a T ^ X jU j+ iu ,(5)
+ 4a-
(6)
r" “/ - ( ‘’ +
2
) + ( *’ 0 , , p e , - l -
* i - T •
(7)
3
cv —Rya 2 х/ Q*
(S)
A t
/ ’\
cp
~ R n ( ^ • W + 1 I.
(9)
Здесь су» (* /T 2 )+ (» / ■>(e, p e,— ■>, ’
(10)