Paritian

Chaleur & Fluides

Calculatrice d'Écoulement Isentropique (Nombre de Mach, Propriétés Statiques et d'Arrêt)

Pression statique, température, masse volumique, vitesse et rapport d'aires d'un écoulement compressible de gaz à un nombre de Mach donné, à partir des conditions d'arrêt.

Résultats

Pression statique 66,47 kPa
Température statique -13,3 °C
Masse volumique du gaz dans l'écoulement 0,891 kg/m³
Vitesse de l'écoulement 258,5 m/s
Rapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1) 1,0382
Rapport de pressions p ÷ p₀ 0,6560
Comment cela varie
Rapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1)Nombre de Mach 0,20 – 3,00. Rapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1): 2,96352 → 4,23457Rapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1)0123450,501,001,502,002,503,00Nombre de Mach

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

À basse vitesse un gaz change à peine de masse volumique, mais près de Mach 0,3 et au-delà la compression n'est plus négligeable, et la pression et la température d'arrêt (totales), les valeurs qu'atteindrait le gaz freiné sans pertes, servent de référence pour tout le reste. À Mach 1, la température statique est tombée à environ 83 % de la valeur d'arrêt pour l'air, et la pression à environ 53 %. Le rapport d'aires montre pourquoi une tuyère doit se rétrécir puis s'élargir pour passer en supersonique : à chaque aire correspondent un Mach subsonique et un Mach supersonique, et le col est l'endroit où l'écoulement atteint Mach 1.

Formule

T₀ ÷ T = 1 + (γ−1)/2 · M² · p₀ ÷ p = (T₀ ÷ T)^(γ/(γ−1)) · v = M √(γ R T) · A ÷ A* = (1/M) [ (2/(γ+1)) (1 + (γ−1)/2 · M²) ]^((γ+1)/(2(γ−1)))

Variables

SymboleSignificationUnité
maNombre de Mach—
t0Température d'arrêt (totale)°C
p0Pression d'arrêt (totale)kPa
gaRapport des capacités thermiques γ—
rgConstante spécifique du gaz RJ/(kg·K)
PSPression statiquekPa
TSTempérature statique°C
ROMasse volumique du gaz dans l'écoulementkg/m³
VVitesse de l'écoulementm/s
ARRapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1)—
PRRapport de pressions p ÷ p₀—

Exemple résolu

  • Nombre de Mach0,8
  • Température d'arrêt (totale)20 °C
  • Pression d'arrêt (totale)101,325 kPa
  • Rapport des capacités thermiques γ1,4
  • Constante spécifique du gaz R287,05 J/(kg·K)
  • Pression statique66,47 kPa
  • Température statique-13,3 °C
  • Masse volumique du gaz dans l'écoulement0,891 kg/m³
  • Vitesse de l'écoulement258,5 m/s
  • Rapport d'aires A ÷ A* (au col à Mach 1)1,0382
  • Rapport de pressions p ÷ p₀0,6560

Limites

  • La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
  • Le mélange d'unités est la source d'erreur la plus fréquente. Convertissez chaque valeur dans l'unité indiquée près du champ avant de calculer.