Struktur stationärer Verdichtungsstöße in Gasen mit festen Teilchen

Abstract Es wird die stationäre, eindimensionale Strömung einer Mischung aus einem Gas und kleinen festen Teilchen untersucht, die sich im Anströmgebiet in einem konstanten Gleichgewichtszustand befindet und mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Es wird gezeigt, daß bei Anströmgeschwindigkeiten, die zwischen der Gleichgewichtsschallgeschwindigkeit und der gefrorenen Schallgeschwindigkeit liegen, eine stetige Änderung des Strömungszustandes möglich ist; dabei fallen die Geschwindigkeiten von Gas und Teilchen monoton, während Druck und Dichte des Gases sowie Temperatur und Volumenanteil der Teilchen monoton wachsen. Ist die Anströmgeschwindigkeit größer als die gefrorene Schallgeschwindigkeit, so beginnt eine derartige Änderung des Strömungszustandes mit einem gefrorenen Verdichtungsstoß. Diese Ergebnisse werden unter relativ allgemeinen Voraussetzungen über das Verhalten des Gases und der Mischung hergeleitet. Außer diesen Voraussetzungen wird noch eine weitere benötigt, welche die Bedeutung einer gewissen oberen Schranke für die Anströmgeschwindigkeit hat.