Ha a levegőt nagyszámú molekula aggregátumának tekintjük, akkor folyamatos közegnek nevezhetjük. Ebben az egyes részecskék érintkezésbe kerülhetnek egymással. Egy ilyen ötlet jelentősen egyszerűsítheti a légi kutatás módszereit. Az aerodinamikában létezik olyan helyzet, mint a mozgás visszafordíthatósága, amelyet széles körben használnak a szélcsatorna-kísérletek területén és a levegőáramlás fogalmát alkalmazó elméleti tanulmányokban.
Az aerodinamika fontos fogalma
A mozgás megfordíthatóságának elve szerint a test mozgásának helyhez kötött közegben való figyelembevétele helyett meg lehet fontolni a közeg irányát az álló testhez viszonyítva.
Az esetleges zavartalan áramlás sebessége fordított mozgásban megegyezik a test sebességével mozdulatlan levegőben.
A testnek, amely mozdulatlanul levegőben mozog, az aerodinamikai erők megegyeznek a mozgás nélküli (statikus) testtel, amelyet légáramnak vetnek alá. Ez a szabály abban az esetben működik, ha a test sebessége a levegőhöz képest azonos lesz.
Mi a levegőáramlás és milyen alapfogalmak határozzák meg?
Különböző módszerek vannak a gáz vagy folyékony részecskék mozgásának tanulmányozására. Az egyikben az áramvonalakat tanulmányozták. Ezzel a módszerrel figyelembe kell venni az egyes részecskék mozgását egy adott pillanatban, a tér egy adott pontján. A véletlenszerűen mozgó részecskék irányított mozgása a légáram (ezt az aerodinamikában széles körben használt fogalom).
A levegőáramlás mozgását akkor tekintjük állandónak, ha az általa elfoglalt tér bármely pontján az idő függvényében változatlan marad a sűrűsége, nyomása, iránya és sebességének nagysága. Ha ezek a paraméterek megváltoznak, akkor a mozgás nem állandó.
Az áramvonalat a következőképpen határozzuk meg: az érintőpontja az egyes pontoknál egybeesik a sebességvektorral ugyanabban a pontban. Az ilyen áramvonalak összessége elemi áramot alkot. Egy bizonyos csőbe van bezárva. Minden egyes csecsebecsét meg lehet különböztetni és elkülönítve lehet bemutatni, a teljes légtömeg függvényében.
Ha a levegő áramlása cseppekre oszlik, meg lehet jeleníteni annak komplex áramlását az űrben. A mozgás alapvető törvényei alkalmazhatók minden egyes sugárhajtóműre. A tömeg és az energia megtakarításáról szól. Ezeknek a törvényeknek az egyenleteit felhasználva elvégezhető a levegő és a szilárd anyag kölcsönhatásának fizikai elemzése.
A sebesség és a mozgás típusa
Az áramlás jellegét tekintve a légáramlás turbulens és lamináris. Amikor a levegőáramok egy irányba mozognak és párhuzamosak egymással, ez egy lamináris áramlás. Ha a levegő részecskék sebessége növekszik, akkor a transzlációs mellett további gyorsan változó sebességeket is meg fognak kezdeni. A transzlációs mozgás irányára merőleges részecskeáram képződik. Ez szokatlan turbulens áramlás.
A levegő sebességének mérésére szolgáló képlet magában foglalja a különféle módon meghatározott nyomást.
Az összenyomhatatlan áramlási sebességet a teljes és a statisztikai nyomás közötti különbség függvényében kell meghatározni, a légtömeg-sűrűség függvényében (Bernoulli-egyenlet): v = √2 (p 0 -p) / p
Ez a képlet nem haladja meg a 70 m / s sebességet.
A levegő sűrűségét a nyomás és a hőmérséklet nomogramja határozza meg.
A nyomást általában egy folyadék manométer határozza meg.
A levegő áramlási sebessége nem lesz állandó a csővezeték hosszában. Ha a nyomás csökken, és a levegő térfogata növekszik, akkor folyamatosan növekszik, hozzájárulva az anyag részecskéinek sebességének növekedéséhez. Ha az áramlási sebesség nagyobb, mint 5 m / s, akkor további zaj jelentkezhet az eszköz szelepeiben, téglalap alakú fordulatain és rácsaiban, amelyeken áthalad.
Energia mutató
A képlet, amellyel meghatározható a légáram (szabad) teljesítménye, a következő: N = 0, 5SrV³ (W). Ebben a kifejezésben N az erő, r a levegő sűrűsége, S a szélkerék területe az áramlás hatására (m²) és V a szélsebesség (m / s).
A képletből kitűnik, hogy a kimeneti teljesítmény a levegő áramlási sebességének harmadik teljesítményével arányosan növekszik. Tehát, ha a sebesség kétszer nő, akkor a teljesítmény 8-szor növekszik. Ezért alacsony áramlási sebesség mellett kis mennyiségű energia lesz.
A patakból származó összes energiát, amelyet például a szél hoz létre, nem lehet kinyerni. A helyzet az, hogy a fűrészlapok közötti szélkeréken akadálytalanul halad át.
A levegő áramlásának mozgási energiája van, mint bármely mozgó testnek. Bizonyos kinetikus energiával rendelkezik, amely átalakulva mechanikai energiává válik.
