Machgetal

---

Definitie

Het Machgetal (Ma of M) is een dimensieloze grootheid in de vloeistofdynamica die de verhouding weergeeft tussen de snelheid van een object of vloeistofstroom en de lokale geluidssnelheid in het medium. Het getal is vernoemd naar de Oostenrijkse natuurkundige Ernst Mach.

Omschrijving

Het Machgetal wordt berekend met de formule M = u/c, waarbij M staat voor het Machgetal, u voor de snelheid van het object of de vloeistofstroom, en c voor de lokale geluidssnelheid. Een Machgetal van 1 betekent dat de snelheid gelijk is aan de geluidssnelheid, terwijl een Machgetal van 2 duidt op tweemaal de geluidssnelheid. De geluidssnelheid is geen constante; deze varieert afhankelijk van de temperatuur en de eigenschappen van het medium (bijvoorbeeld lucht of water). In de aardatmosfeer neemt de geluidssnelheid bijvoorbeeld af met toenemende hoogte door de dalende temperatuur. Dit betekent dat een bepaalde snelheid, uitgedrukt in Mach, op zeeniveau anders is dan op grotere hoogtes. Op basis van het Machgetal worden verschillende snelheidsregimes onderscheiden: * Subsonisch: Machgetal kleiner dan 1 (M < 1). * Transsonisch: Machgetal rond 1 (M ≈ 1), waarbij lokaal zowel subsonische als supersonische gebieden kunnen ontstaan. * Supersonisch: Machgetal groter dan 1 (M > 1). * Hypersonisch: Machgetal groter dan 5 (M > 5).

Invloed in de Bouwkunde en Techniek

Hoewel het Machgetal voornamelijk bekend is uit de luchtvaart en de aerodynamica voor het beschrijven van vliegsnelheden, is het een fundamenteel begrip in de vloeistofdynamica. Het helpt te bepalen in hoeverre compressibiliteitseffecten van een vloeistof (zoals lucht) belangrijk zijn. Bij lage Machgetallen (meestal M < 0,3) kunnen compressibiliteitseffecten vaak worden genegeerd en kan de stroming als incompressibel worden beschouwd. Echter, bij hogere Machgetallen worden deze effecten significant, wat relevant kan zijn bij de analyse van bijvoorbeeld zeer hoge windsnelheden bij constructies, of in gespecialiseerde ventilatie- en leidingsystemen waar hoge stroomsnelheden van gassen voorkomen. In dergelijke gevallen beïnvloedt de compressibiliteit de drukverdeling en de krachten die op objecten worden uitgeoefend.