Vad är luftflöde och vilka är de grundläggande begreppen förknippade med det

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 12:56

När man betraktar luft som en kombination av ett stort antal molekyler, kan det kallas ett kontinuerligt medium. I den kan enskilda partiklar komma i kontakt med varandra. Denna representation gör det möjligt att avsevärt förenkla metoderna för att studera luft. Inom aerodynamik finns det något sådant som reversibiliteten av rörelse, som används flitigt inom experimentområdet för vindtunnlar och i teoretiska studier med begreppet luftflöde.

Viktigt koncept för aerodynamik

Enligt principen om reversibilitet av rörelse, istället för att betrakta en kropps rörelse i ett stationärt medium, kan vi betrakta mediets förlopp i förhållande till en orörlig kropp.

Hastigheten för det infallande ostörda flödet i omvänd rörelse är lika med själva kroppens hastighet i stillastående luft.

För en kropp som rör sig i stillastående luft kommer de aerodynamiska krafterna att vara desamma som för en stationär.(statisk) kropp utsatt för luftflöde. Denna regel fungerar förutsatt att kroppens hastighet i förhållande till luften är densamma.

Vad är luftflöde och vad är de grundläggande koncepten för det

Det finns olika metoder för att studera gas- eller vätskepartiklars rörelse. I en av dem utreds effektiviseringar. Med denna metod måste enskilda partiklars rörelse beaktas vid en given tidpunkt vid en viss punkt i rymden. Den riktade rörelsen av partiklar som rör sig slumpmässigt är ett luftflöde (ett begrepp som används ofta inom aerodynamik).

Rörelsen av luftflödet kommer att anses vara konstant om densiteten, trycket, riktningen och storleken på dess hastighet vid någon punkt i det utrymme som den upptar förblir oförändrad över tiden. Om dessa parametrar ändras anses rörelsen vara ostadig.

Strömlinjen definieras enligt följande: tangenten vid varje punkt till den sammanfaller med hastighetsvektorn i samma punkt. Helheten av sådana strömlinjer bildar en elementär jet. Den är innesluten i ett rör. Varje enskild droppe kan isoleras och presenteras som strömmande isolerat från den totala luftmassan.

När luftströmmen är uppdelad i strömmar kan du visualisera dess komplexa flöde i rymden. De grundläggande rörelselagarna kan tillämpas på varje enskild jet. Det handlar om att bevara massa och energi. Med hjälp av ekvationerna för dessa lagar kan man utföra en fysikalisk analys av växelverkan mellan luft och en fast kropp.

Hastighet och typ av rörelse

Beträffande flödets karaktär är luftflödet turbulent och laminärt. När luftströmmarna rör sig i samma riktning och är parallella med varandra är detta ett laminärt flöde. Om luftpartiklarnas hastighet ökar, börjar de ha, förutom translationella, andra snabbt föränderliga hastigheter. Ett flöde av partiklar vinkelrätt mot translationsrörelsens riktning bildas. Det här är det kaotiska - turbulenta flödet.

Formeln för att mäta luftflöde inkluderar tryck, som bestäms på många sätt.

Hastigheten för ett inkompressibelt flöde bestäms med hjälp av beroendet av skillnaden mellan det totala och statiska trycket i förhållande till luftmassans densitet (Bernoullis ekvation): v=√2(p ₀-p)/p

Denna formel fungerar för flöden upp till 70 m/s.

Luftdensiteten bestäms av nomogrammet för tryck och temperatur.

Tryck mäts vanligtvis med en vätskemanometer.

Luftflödet kommer inte att vara konstant längs rörledningens längd. Om trycket minskar och luftvolymen ökar, ökar det hela tiden, vilket bidrar till en ökning av hastigheten på materialets partiklar. Om flödeshastigheten är större än 5 m/s, kan ytterligare ljud uppstå i ventilerna, rektangulära böjar och galler på enheten som den passerar genom.

Energiindikator

Formeln genom vilken makt bestämsluftflöde (fritt), är enligt följande: N=0,5SrV³ (W). I detta uttryck är N kraften, r är luftdensiteten, S är den yta av vindhjulet som påverkas av flödet (m²) och V är vindhastigheten (m/s).

Från formeln kan man se att uteffekten ökar i proportion till tredje potensen av luftflödet. Så när hastigheten ökar med 2 gånger, ökar effekten med 8 gånger. Därför kommer det att finnas en liten mängd energi vid låga flödeshastigheter.

All energi från flödet, som skapar till exempel vinden, går inte att utvinna. Faktum är att passagen genom vindhjulet mellan bladen är obehindrad.

Flödet av luft, som alla rörliga kroppar, har rörelseenergin. Den har en viss mängd kinetisk energi, som, när den omvandlas, förvandlas till mekanisk energi.

Faktorer som påverkar luftflödesvolymen

Den maximala mängden luft som kan vara beror på många faktorer. Dessa är parametrarna för själva enheten och det omgivande utrymmet. Till exempel, om vi pratar om en luftkonditionering, beror det maximala luftflödet som kyls av utrustning på en minut avsevärt på storleken på rummet och enhetens tekniska egenskaper. Med stora ytor är allt annorlunda. För att de ska kylas krävs intensivare luftflöden.

I fläktar är diameter, rotationshastighet och bladstorlek, rotationshastighet, material som används vid tillverkningen viktiga.

BI naturen observerar vi sådana fenomen som tornados, tyfoner och tornados. Dessa är alla rörelser av luft, som är känt för att innehålla kväve, syre, koldioxidmolekyler, samt vatten, väte och andra gaser. Dessa är också luftflöden som följer aerodynamikens lagar. Till exempel, när en virvel bildas, hör vi ljudet från en jetmotor.