Page 212 - 6624

Проте більш глибокий аналіз показує, що для отворів
максимальна швидкість витікання принципово не може бути
досягнута. Граничною швидкістю тут є так звана критична
швидкість витікання, що дорівнює місцевій швидкості звуку,

  а . (6.49)
кр
Щоб зрозуміти цю дуже важливу обставину, звернемось
до схеми рис. 6.12. Швидкість витікання газу з отвору v
утворюється завдяки енергії тиску в резервуарі. Тиск
струмини, що витікає (переріз К–К), дорівнює тиску
зовнішнього середовища і ним регулюється, оскільки вплив
середовища поширюється на струмину з місцевою швидкістю
звуку а. Внаслідок того що самі частинки газу рухаються
назовні з резервуара із швидкістю витікання , то швидкість
поширення впливу середовища проти руху відносно отвору
дорівнює а–. Отже, зазначене зовнішнє середовище впливає
на процес витікання доти, поки швидкість витікання менша,
ніж швидкість звуку ( < а).

Рисунок 6.12 – Схема витікання газу (повітря) з отвору за великої
різниці тисків
Припустимо тепер, що тиск у резервуарі р 0 сталий, тоді як
тиск середовища р, куди спрямовується газ, що витікає,–
змінний. Із зменшенням тиску р швидкість витікання зростає
внаслідок збільшення перепаду тисків. Однак це
відбуватиметься лише до того часу, поки швидкість  у
перерізі К–К менша від місцевої швидкості звуку а. Коли
швидкість струмини досягне величини, що дорівнює
критичній  = а), переріз К-К стане перешкодою для збурень,
що надходять зовні (так званим звуковим бар'єром), і тиск
зовнішнього середовища р тоді вже не зможе поширюватись

212