Г О С Т 1 2 3 1 1 — 7 7 С т р . 3 9
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
1. Термодинамические параметры воздуха
При полете на вы соте 50000 м со скоростей} 7000 км/ч равновесная температура торможения воздуха за пря
мой ударной волной достигает 1910К. Д л я расчета параметров воздуха при таких температурах, помимо поступательно-
го движ ения, вращ ения и колебаний частиц, необходимо учиты вать такж е элехтронное возбуждение, образование
окиси азота и диссоциацию молекулярного кислорода. При этом термодинамические параметры воздуха зави сят не
только от температуры, но и от давления (плотности). Физические постоянные н статические параметры иоэдуха
приняты в соот ветствии с ГО С Т 4401— 73. состав воздуха соответствует ГО С Т 5212— 74.
Расчет термодинамических параметров воздуха деляг на несколько последовательных этапов. П огреш ность физи
ческих величин, приведенных в таблице, не превыш ает пяти единиц в четвертой значащ ей цифре.
1.1. В клад колебаний
и
электронного возбуждения
В клад колебаний и электронного возбуж дения частиц в термодинамические параметры газа зависит только о т тем-
пературы. В приведенных единицах для статистической суммы, внутренней энергии, теплоемкости н энтропии гармониче ских
колебаний атомов в двухатомны х молекулах записы ваю т:
* 4 =
е* Р е;
й _
е х р
Qf
— 1 1
1
/7„,—
0 ;
е х р 0/— 1 ’
О
(
2
)
0у • с х р 0у
С«7“
(е х р— 1)> ’
(3)
•£*;=£/«/+In
ZXf.
(
4
)
Здесь /— 1.2,3,4 — компонент воздуха (I — молекулярный азот, 2 — молекулярный кислород. 3 — аргон, 4 — окись
азота; концентрацию атомарного кислорода вы раж аю т через степень диссоциации а ,) и
Тк, —
характеристическая темпе
ратура холебаннй атомов /-го компонента (Г„,= -3351.72 К. Г ^ * - 2239.30 К , Г Н4= 2099,58 К ).
Д ля статистической суммы, внутренней энергии, теплоемкости и энтропии электронного возбуж дения частиц в
приведенных единицах записы ваю т:
z l r x
+
(&к/1
•exp er;i)-*+
(g
Kfl. exp е .^ гЧ . . . .
(
5
)
вк/г^кугехрв^.г’+в.сд ^ л ехрвк^-’-Н . . .
^ 7 “
(
6
)
e«/|-tex;rc»P в,д) ’-fjjjy (fog-exp вкр)~Ч . . .
<^/=
<2S/>*
(7)
s i r Uh + ]a Zh
(
8
)
Е*/я
~ 1 < Г -
Здесь x — число атомов в молекуле (к«=2 — двухатом н ая молекула, к - l — ато м );— приведенный
стати сте-
ческий вес л-го уровня электронного возбуж дения;— соответствую щ ая характеристическая температура;
В
расчетах учитывают уровни электронного возбуж ден ия, для которых
Е к)а
т т
< 20. Д ля воздуха принимают:
Ц
1= 1. ^=^,=51,-0.
(9)
1+(
1,500 •ехр —j -1 -f^3,000*cxp’
18990
\-1
(10)
Г) •
гЬ =1+( ч800-
ехр - у —
j
+
(
9,000 •ехр
48620
\-1
Г
)
’
<П>
ZU sl**4*3~
(12)
d/*4“ ^м=*5м=0.
(13)