Imaginar un estado estacionario unidimensional, compresible flujo en una tubería horizontal de constante área de la sección transversal. Este flujo puede ser isotérmico, adiabático (Fanno), o diabatic (Rayleigh). Como un ejemplo, el macroscópico, el balance de energía para el flujo de Fanno es:
$$\Delta h=-\Delta (KE)$$
En otras palabras, el flujo de Fanno convierte entalpía en energía cinética. A continuación se Fanno líneas para un gas real (vapor) para diferentes tasas de flujo en el mismo tubo de IDENTIFICACIÓN y las condiciones de entrada.
Las líneas indican claramente la "eficiencia" con la que la entalpía es convertida en energía cinética. A baja velocidad (a la izquierda de la parte superior de las líneas), casi no la entalpía se convierte mientras que la generación de entropía es grande (la línea es casi horizontal). Cerca de Mach 1 (el de más a la derecha de máxima entropía punto para cada curva) la entalpía de conversión es alta y la generación de entropía es casi cero (la línea es casi vertical). Esto ocurre ya sea que usted está originalmente subsónico (la rama superior) o supersónico (la rama más baja). Otra manera de decir que no hay generación de entropía que se produce es que el viscoso pérdidas (fricción) son cero. Esto implicaría que las moléculas ya no imparto de corazón (como mucho?) la fuerza sobre la otra cerca del punto de estrangulamiento. Esto parece absurdo.
En isotérmica de flujo, usted también encontrará que a medida que se acerca el punto de estrangulamiento (curiosamente, por debajo de Mach 1!), los enfoques del flujo sin fricción.
Como yo lo entiendo, estos ejemplos son físicamente realizables regímenes de flujo (si, obviamente, muy corto en la escala de longitud). ¿Por qué es compresible flujo de manera eficiente, cerca del punto de estrangulamiento? Es algo a escala molecular que realmente está pasando o es simplemente un pobre modelo matemático a estas velocidades?
ACTUALIZACIÓN: Obviamente, en régimen supersónico (rama inferior), el proceso inverso se lleva a cabo, es decir, la energía cinética se convierte en la entalpía. Aún así, mi pregunta tiene desde esta conversión es casi perfecto que se acercan a Mach 1.
