Mis on õhuvool ja millised on sellega seotud põhimõisted

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:15

Kui vaadelda õhku suure hulga molekulide kombinatsioonina, võib seda nimetada pidevaks keskkonnaks. Selles võivad üksikud osakesed üksteisega kokku puutuda. See esitus võimaldab oluliselt lihtsustada õhu uurimise meetodeid. Aerodünaamikas on selline asi nagu liikumise pöörduvus, mida kasutatakse laialdaselt tuuletunnelite katsete valdkonnas ja õhuvoolu mõistet kasutavates teoreetilistes uuringutes.

Oluline aerodünaamika kontseptsioon

Liikumise tagasipööravuse printsiibi järgi võime selle asemel, et arvestada keha liikumist liikumatus keskkonnas, vaadelda keskkonna kulgu liikumatu keha suhtes.

Tagurpidi liikumisel langeva häirimatu voolu kiirus on võrdne keha enda kiirusega vaikses õhus.

Vaikses õhus liikuva keha puhul on aerodünaamilised jõud samad kui paigalseisval kehal(staatiline) keha, mis on allutatud õhuvoolule. See reegel toimib eeldusel, et keha kiirus õhu suhtes on sama.

Mis on õhuvool ja millised on selle põhimõisted

Gaasi või vedeliku osakeste liikumise uurimiseks on erinevaid meetodeid. Ühes neist uuritakse voolujooni. Selle meetodi puhul tuleb vaadelda üksikute osakeste liikumist antud ajahetkel teatud ruumipunktis. Juhuslikult liikuvate osakeste suunatud liikumine on õhuvool (aerodünaamikas laialdaselt kasutatav mõiste).

Õhuvoolu liikumist loetakse ühtlaseks, kui selle mis tahes punktis ruumis, mille see hõivab, jääb selle tihedus, rõhk, suund ja kiiruse suurus aja jooksul muutumatuks. Kui need parameetrid muutuvad, loetakse liikumine ebastabiilseks.

Voolujoon on defineeritud järgmiselt: puutuja igas selle punktis langeb kokku kiirusvektoriga samas punktis. Selliste voolujoonte kogum moodustab elementaarse joa. See on suletud torusse. Iga üksiku nire saab eraldada ja esitada voolavana eraldi kogu õhumassist.

Kui õhuvool on jagatud voogudeks, saate visualiseerida selle keerulist voolu ruumis. Põhilisi liikumisseadusi saab rakendada iga üksiku joa puhul. See puudutab massi ja energia säästmist. Nende seaduste võrrandeid kasutades saab läbi viia õhu ja tahke keha vastastikmõju füüsikalise analüüsi.

Liikumise kiirus ja tüüp

Voolu olemust silmas pidades on õhuvool turbulentne ja laminaarne. Kui õhuvood liiguvad samas suunas ja on üksteisega paralleelsed, on tegemist laminaarse vooluga. Kui õhuosakeste kiirus suureneb, hakkavad neil lisaks translatsioonile ka muud kiiresti muutuvad kiirused olema. Moodustub translatsioonilise liikumise suunaga risti olev osakeste voog. See on kaootiline – turbulentne vool.

Õhuvoolu mõõtmise valem sisaldab rõhku, mis määratakse mitmel viisil.

Tihendamatu voolu kiirus määratakse summaarse ja staatilise rõhu erinevuse sõltuvuse alusel õhumassi tihedusest (Bernoulli võrrand): v=√2(p ₀-p)/p

See valem töötab kuni 70 m/s voolu korral.

Õhutiheduse määrab rõhu ja temperatuuri nomogramm.

Rõhku mõõdetakse tavaliselt vedelikumanomeetriga.

Õhuvoolu kiirus ei ole torujuhtme pikkuses konstantne. Kui rõhk väheneb ja õhu maht suureneb, suureneb see pidev alt, aidates kaasa materjali osakeste kiiruse suurenemisele. Kui voolukiirus on suurem kui 5 m/s, võib lisamüra tekkida seadme klappides, ristkülikukujulistes kurvides ja restides, mida see läbib.

Energiaindikaator

Valem, mille järgi võimsus määratakseõhuvool (vaba), on järgmine: N=0,5SrV³ (W). Selles avaldises on N võimsus, r õhutihedus, S on tuuleratta voolust mõjutatud pindala (m²) ja V on tuule kiirus (m/s).

Valemist on näha, et väljundvõimsus suureneb võrdeliselt õhuvooluhulga kolmanda astmega. Seega, kui kiirus suureneb 2 korda, suureneb võimsus 8 korda. Seetõttu on madalatel voolukiirustel väike kogus energiat.

Kogu energiat voolust, mis tekitab näiteks tuule, ei saa ammutada. Fakt on see, et tuuleratta läbimine labade vahel on takistamatu.

Õhuvoolul, nagu igal liikuval kehal, on liikumise energia. Sellel on teatav kogus kineetilist energiat, mis muundumisel muutub mehaaniliseks energiaks.

Õhuvoolu mahtu mõjutavad tegurid

Maksimaalne õhuhulk sõltub paljudest teguritest. Need on seadme enda ja ümbritseva ruumi parameetrid. Näiteks kui räägime konditsioneerist, siis seadmete poolt ühe minuti jooksul jahutatav maksimaalne õhuvool sõltub oluliselt ruumi suurusest ja seadme tehnilistest omadustest. Suurte aladega on kõik teisiti. Nende jahutamiseks on vaja intensiivsemat õhuvoolu.

Ventilaatorite puhul on oluline läbimõõt, pöörlemiskiirus ja laba suurus, pöörlemiskiirus ja valmistamisel kasutatud materjal.

BLooduses täheldame selliseid nähtusi nagu tornaadod, taifuunid ja tornaadod. Need on kõik õhu liikumised, mis teadaolev alt sisaldavad lämmastikku, hapnikku, süsinikdioksiidi molekule, aga ka vett, vesinikku ja muid gaase. Need on ka õhuvoolud, mis järgivad aerodünaamika seadusi. Näiteks kui tekib keeris, kuuleme reaktiivmootori hääli.