สภาพอากาศ

การไหลของอากาศคืออะไรและแนวคิดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับมันคืออะไร

สารบัญ:

การไหลของอากาศคืออะไรและแนวคิดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับมันคืออะไร
การไหลของอากาศคืออะไรและแนวคิดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับมันคืออะไร
Anonim

เมื่อพิจารณาถึงอากาศว่าเป็นมวลรวมของโมเลกุลจำนวนมากก็สามารถเรียกได้ว่าเป็นตัวกลางต่อเนื่อง ในนั้นอนุภาคของแต่ละบุคคลสามารถสัมผัสกับแต่ละอื่น ๆ แนวคิดดังกล่าวสามารถลดความซับซ้อนของวิธีการวิจัยทางอากาศ ในอากาศพลศาสตร์มีสิ่งหนึ่งเช่นการย้อนกลับของการเคลื่อนที่ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการทดลองสำหรับอุโมงค์ลมและในการศึกษาเชิงทฤษฎีโดยใช้แนวคิดของการไหลของอากาศ

แนวคิดที่สำคัญของอากาศพลศาสตร์

ตามหลักการของการย้อนกลับของการเคลื่อนไหวแทนที่จะพิจารณาการเคลื่อนไหวของร่างกายในสื่อที่ไม่มีการเคลื่อนไหวเราสามารถพิจารณาเส้นทางของสื่อที่เกี่ยวข้องกับร่างกายที่ไม่เคลื่อนไหว

ความเร็วของเหตุการณ์ที่ไม่ถูกรบกวนในการเคลื่อนที่แบบย้อนกลับนั้นเท่ากับความเร็วของร่างกายในอากาศนิ่ง

สำหรับร่างกายที่เคลื่อนที่ในอากาศนิ่งกำลังพลศาสตร์อากาศพลศาสตร์จะเหมือนกับร่างกายที่นิ่งเฉย (นิ่ง) ที่มีการไหลเวียนของอากาศ กฎนี้ทำงานภายใต้เงื่อนไขว่าความเร็วของร่างกายที่สัมพันธ์กับอากาศจะเท่ากัน

การไหลของอากาศคืออะไรและแนวคิดพื้นฐานกำหนดไว้อย่างไร

มีหลายวิธีในการศึกษาการเคลื่อนที่ของแก๊สหรืออนุภาคของเหลว หนึ่งในนั้นคือการศึกษาความคล่องตัว ด้วยวิธีนี้การเคลื่อนที่ของแต่ละอนุภาคจะต้องได้รับการพิจารณาในช่วงเวลาที่กำหนด ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ ทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เคลื่อนที่แบบสุ่มคือการไหลของอากาศ (แนวคิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอากาศพลศาสตร์)

Image

การเคลื่อนไหวของการไหลของอากาศจะถูกพิจารณาว่าคงที่หาก ณ จุดใดก็ตามในพื้นที่ที่ครอบครองความหนาแน่นความดันทิศทางและขนาดของความเร็วจะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา หากพารามิเตอร์เหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวจะถือว่าไม่มั่นคง

ความเพรียวลมมีการกำหนดดังต่อไปนี้: แทนเจนต์ในแต่ละจุดที่เกิดขึ้นพร้อมกับเวกเตอร์ความเร็ว ณ จุดเดียวกัน จำนวนทั้งสิ้นของความคล่องตัวดังกล่าวก่อให้เกิดกระแสพื้นฐาน เธออยู่ในหลอด หยดแต่ละหยดสามารถแยกและนำเสนอในการแยกไหลจากมวลอากาศทั้งหมด

เมื่อการไหลของอากาศแบ่งออกเป็นหยดน้ำเป็นไปได้ที่จะเห็นภาพการไหลที่ซับซ้อนในอวกาศ กฎหมายพื้นฐานของการเคลื่อนไหวสามารถนำไปใช้กับเจ็ทแต่ละคน มันเกี่ยวกับการประหยัดมวลและพลังงาน การใช้สมการสำหรับกฎหมายเหล่านี้สามารถทำการวิเคราะห์ทางกายภาพของปฏิกิริยาของอากาศและของแข็งได้

Image

ความเร็วและประเภทของการเคลื่อนไหว

เกี่ยวกับลักษณะของการไหลของอากาศที่ไหลเชี่ยวและราบเรียบ เมื่อกระแสอากาศเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวและขนานกันนี่คือการไหลแบบราบเรียบ หากความเร็วของอนุภาคอากาศเพิ่มขึ้นก็จะเริ่มมีนอกเหนือไปจากการแปลความเร็วอื่น ๆ ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว กระแสของอนุภาคตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่ของการแปลเกิดขึ้น นี่คือการไหลที่ปั่นป่วนไม่แน่นอน

สูตรที่ใช้ในการวัดความเร็วลมนั้นรวมถึงความดันที่กำหนดในรูปแบบต่างๆ

อัตราการไหลที่ไม่บีบอัดถูกกำหนดโดยการพึ่งพาความแตกต่างระหว่างความดันทั้งหมดและทางสถิติที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของมวลอากาศ (สมการเบอร์นูลลี): v = √2 (p 0 -p) / p

สูตรนี้ใช้งานได้กับการไหลด้วยความเร็วไม่เกิน 70 m / s

ความหนาแน่นของอากาศถูกกำหนดโดยค่าความดันและอุณหภูมิ

ความดันมักจะถูกกำหนดโดยมาตรวัดความดันของเหลว

อัตราการไหลของอากาศจะไม่คงที่ตลอดความยาวของท่อ หากความดันลดลงและปริมาณอากาศเพิ่มขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้มีการเพิ่มความเร็วของอนุภาคของวัสดุ หากความเร็วการไหลมากกว่า 5 m / s อาจมีเสียงรบกวนเพิ่มเติมปรากฏในวาล์ว, การหมุนเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและความพึงพอใจของอุปกรณ์ที่ไหลผ่าน

Image

ตัวบ่งชี้พลังงาน

สูตรที่กำลังของการไหลของอากาศ (ฟรี) ถูกกำหนดมีดังนี้: N = 0.5SrV³ (W) ในการแสดงออกนี้ N คือพลัง, r คือความหนาแน่นของอากาศ, S คือพื้นที่ของวงล้อลมภายใต้อิทธิพลของการไหล (m ²) และ V คือความเร็วลม (m / s)

จะเห็นได้จากสูตรที่กำลังส่งออกเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกำลังสามของอัตราการไหลของอากาศ ดังนั้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น 2 เท่าพลังจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า ดังนั้นที่อัตราการไหลต่ำจะมีพลังงานเล็กน้อย

พลังงานทั้งหมดจากกระแสซึ่งถูกสร้างขึ้นเช่นโดยลมไม่สามารถสกัดได้ ความจริงก็คือว่าผ่านล้อลมระหว่างใบมีดเกิดขึ้นไม่ จำกัด

การไหลของอากาศมีพลังงานของการเคลื่อนไหวเช่นเดียวกับร่างกายที่เคลื่อนไหวใด ๆ มันมีพลังงานจลน์จำนวนหนึ่งซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล

Image