Número de Mach Definición fórmula

¿Qué es el número de Mach?

El número de Mach es la relación entre la velocidad del flujo después de un cierto límite de velocidad del sonido. En palabras simples, es la relación entre la velocidad de un cuerpo y la velocidad del sonido en el medio circundante.
Número de Mach

Fórmula del número de Mach

La fórmula del número de Mach es:

M = u/c

Dónde,

  • El número de Mach es M.
  • Según los límites, la velocidad del flujo local es u
  • La velocidad del sonido en ese medio es c

Podemos decir que la velocidad del sonido se puede equiparar a la velocidad de Mach 1. Así, Mach 0,75 será el 75% de la velocidad del sonido, también llamado subsónico, y Mach 1,65 será un 65% más rápido que la velocidad del sonido, también llamado supersónico.

El número de Mach debido a la velocidad local del sonido depende de los medios circundantes en cuanto a temperatura y presión específicas. El flujo se puede determinar como flujo incompresible con la ayuda del número de Mach. El medio puede ser líquido o gaseoso. El medio puede fluir, mientras que el límite puede ser estable o el límite puede viajar en un medio que está en reposo. Tanto el medio como el límite pueden viajar con cierta velocidad, pero sus velocidades mutuas son importantes. El medio puede canalizarse a través de varios dispositivos, como túneles de viento, o puede sumergirse en el medio. El número de Mach se denomina número adimensional porque es una relación de dos velocidades.

El número de Mach lleva su nombre el filósofo y físico austriaco Ernst Mach. Debido a que es una cantidad adimensional y no una unidad mensurable, el número se coloca después del término Mach, por ejemplo, Mach 4 y no 4 Mach.

Clasificación del número de Mach

La velocidad por debajo de la velocidad del sonido se denomina subsónica, mientras que la velocidad por encima de la velocidad del sonido se denomina supersónica, aunque los científicos que practican la aerodinámica la mayor parte del tiempo utilizan estos términos para describir un rango particular de valores de Mach.

Los diversos regímenes de valores de Mach son:

Régimen Subsónico Transónico Sonic Supersónico Hipersónico hipervelocidad
machacar <0,8 0,8–1,3 1.0 1,3–5,0 5,0–10,0 >10.0

Subsónico:

Avión comercial con características aerodinámicas como morro redondeado y bordes de ataque. El Mach está por debajo de 0,8.

Transónico:

Aeronaves construidas con alas en flecha. El valor de Mach está entre 0,8 y 2,1.

Supersónico:

Los aviones creados para volverse supersónicos tienen un diseño definido, tienen el movimiento completo de los canards, secciones delgadas del perfil aerodinámico y bordes afilados. Los niveles de Mach están entre 1,2 y 5,0.

Hipersónico:

Estos aviones tienen varias características distintivas, como una piel de níquel-titanio refrigerada y alas pequeñas. Los valores de Mach están entre 5,0 y 10,0. El avión estadounidense X-15 estableció el récord mundial de vuelo a Mach 6,72.

Altamente hipersónico:

Los niveles de Mach están entre 10,0 y 25,0. Cuando se vuela a velocidades tan enormes, los controles térmicos se convierten en una parte integral del diseño. Se debe considerar previamente el calor de la superficie.

Velocidades de reingreso:

La velocidad Mach está por encima de 25,0. Esto no requiere alas ni un diseño contundente.

Clasificación de regímenes Mach

Régimen
Velocidad
(Mach) (nudos) (mph) (km/h) (EM)
Velocidades de reingreso >25.0 >16,537 >19,031 >30,626 >8,508
Altamente hipersónico 10,0–25,0 6.615–16.537 7.680–19.031 12.251–30.626 3.403–8.508
Hipersónico 5,0–10,0 3.308–6.615 3.806–7.680 6.126–12.251 1.702–3.403
Supersónico 1,3–5,0 794-3,308 915-3.806 1.470–6.126 410–1.702
Transónico 0,8–1,3 530–794 609–914 980–1.470 273–409
Subsónico <0,8 <530 <609 <980 <273

Preguntas frecuentes – Preguntas frecuentes

Q1

¿Para qué es importante el número de Mach?

El flujo de aire tiene velocidades más altas que el sonido, que es el significado del número de Mach.
Q2

Nombra los flujos para los cuales es aplicable la ecuación de Bernoulli.

A continuación se muestra la lista de flujos para los cuales se aplica la ecuación de Bernoulli:

  • flujo rotacional
  • Flujo turbulento
  • flujo inestable
Q3

¿Cuál es la densidad relativa del mercurio?

La densidad relativa del mercurio es 13,6.
Q4

¿Qué es la densidad relativa?

La densidad relativa se define como la relación entre una sustancia y la relación entre agua para líquido y sólido y aire para gas.
Q5

¿Cuál es la unidad de densidad relativa?

La densidad relativa es una cantidad adimensional. Por tanto, no tiene unidad.
Q6

¿Qué es el fluido newtoniano?

El fluido newtoniano se define como el fluido que tiene una tensión viscosa proporcional a la deformación local.
P7

¿Cuándo se llama supersónico a un flujo?

Cuando el número de Mach está entre 1 y 5, el flujo se conoce como supersónico.
P8

Exprese la presión de 1 bar en kPa.

1bar = 100kPa.
P9

¿Qué es el número de Reynolds?

El número de Reynolds se define como la relación entre la fuerza de inercia y la fuerza viscosa.
Q10

¿Qué es el número de Reynolds para el flujo laminar?

El número de Reynolds para flujo laminar es inferior a 2300.

Otra información que encontraras en la Web:

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