Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 8, Hoofdstuk 1, Paragraaf 1.3 & 1.4, Blz 18-23

De geluidssnelheid kan je bereken aan de hand van een formule waarin snelheid en temperatuur staan. Maar hoe reken je hier dan mee? Kom daar achter in dit artikel!

Geluidssnelheid

De snelheid van het geluid speelt een belangrijke rol in de luchtvaart voor vliegtuigen die bijna net zo snel gaan als of zelfs sneller gaan dan het geluid. Wanneer de vliegsnelheid de geluidssnelheid nadert, heeft dat namelijk grote invloed op het stromingsgedrag rondom het vliegtuig. De snelheid van het geluid in lucht is alleen afhankelijk van de temperatuur.

Voor de geluidssnelheid in lucht geldt:

T = temperatuur in K
To = temperatuur in K (To = 288 K)
V₂ = geluidssnelheid bij een temperatuur T in m/s
Vo = geluidssnelheid bij een temperatuur To in m/s (vo= 340 m/s))

Voorbeeld

Hoe groot is de geluidssnelheid bij een temperatuur van 200 K?

Geluidssnelheid formule rekenvoorbeeld

Daar in de troposfeer de temperatuur afneemt met toenemende hoogte zal ook de geluidssnelheid afnemen. In het eerste deel van de stratosfeer blijft de temperatuur constant, zodat daar de geluidssnelheid ook gelijk blijft. Bij verdere stijging in de stratosfeer neemt de temperatuur weer toe en daarmee ook de geluidssnelheid.

Geluidssnelheid

De Internationale Standaardatmosfeer

De toestand van de atmosfeer (temperatuur, druk, dichtheid, toont grote verschillen met de hoogte, met de plaats op aarde en met de tijd. Voor het uitvoeren van berekeningen aan vliegtuigen wordt daarom gebruik ge Internationale Standaardatmosfeer, waarin de toestand ver vochtigheid)

maakt atmosfeer op elke hoogte is vastgelegd. Deze “reken”- atmosfeer, die in wezen niets anders is dan een lijst van hoogtes met de daarbij behorende temperaturen en drukken, heet standaardatmosfeer.

Bij de opstelling van de standaardatmosfeer is uitgegaan van een bepaalde luchtdruk op zeeniveau en een bepaald verloop van de temperatuur in verhouding tot de hoogte. Opdat de standaardatmosfeer zo goed mogelijk overeenkomt met de gemiddelde werkelijke atmosfeer worden daarbij de druk op zeeniveau en het temperatuurverloop met de hoogte gekozen in overeenstemming met de gemiddeld over het jaar heersende waarden.

In de standaardatmosfeer gaat men uit van een temperatuur op zeeniveau van 15°C en tot een hoogte van circa 10 km gaat men uit van een gelijkblijvende temperatuurafname van 0,65°C per 100 m hoogtetoeneming.

Voorbeeld

De temperatuur op zeeniveau is 15°C. Hoe groot is de temperatuur op 8500 m hoogte?

t = 15 – (0,65 x 85) = 15-55= -40°C

Waarden van de Internationale Standaardatmosfeer op zeeniveau

Druk: Po = 1,01325-105 Pa
Luchtdichtheid: Po = 1,225 kg-m-³ = 288 K (15°C)
Temperatuur: To = 288K (15°C)
Zwaartekrachtversnelling: go = 9,80665 m.s-²
Geluidssnelheid: Vo = 340 m.s-1

Aan de hand van voorbeelden gaan we op verschillende hoogtes temperatuur, druk, dichtheid en geluidssnelheid bepalen met behulp van de tabel van de Internationale Standaardatmosfeer.

Rekenvoorbeeld internationale standaardatmosfeer

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 8, Hoofdstuk 1, Paragraaf 1.3 & 1.4, Blz 18-23

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.