Mtiririko wa hewa ni nini na ni dhana gani za kimsingi zinazohusishwa nao

2024 Mwandishi: Henry Conors | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-12 13:08

Unapozingatia hewa kama mchanganyiko wa idadi kubwa ya molekuli, inaweza kuitwa kati inayoendelea. Ndani yake, chembe za mtu binafsi zinaweza kuwasiliana na kila mmoja. Uwakilishi huu hufanya iwezekanavyo kurahisisha kwa kiasi kikubwa mbinu za kusoma hewa. Katika aerodynamics, kuna kitu kama vile ugeuzaji ugeuzaji wa mwendo, ambao hutumika sana katika nyanja ya majaribio ya vichuguu vya upepo na katika masomo ya kinadharia kwa kutumia dhana ya mtiririko wa hewa.

Dhana muhimu ya aerodynamics

Kulingana na kanuni ya ugeuzaji wa mwendo, badala ya kuzingatia msogeo wa mwili kwa njia isiyosimama, tunaweza kuzingatia mwendo wa kati kuhusiana na mwili usio na mwendo.

Kasi ya mtiririko wa tukio bila kushtushwa katika mwendo wa kurudi nyuma ni sawa na kasi ya mwili wenyewe katika hewa tulivu.

Kwa mwili unaosogea katika hewa tulivu, nguvu za angani zitakuwa sawa na zisizosimama(tuli) mwili chini ya mtiririko wa hewa. Sheria hii inafanya kazi mradi kasi ya mwili kuhusiana na hewa ni sawa.

Mtiririko wa hewa ni nini na dhana zake za kimsingi ni zipi

Kuna mbinu tofauti za kusoma mienendo ya gesi au chembe kioevu. Katika moja yao, mienendo inachunguzwa. Kwa njia hii, mwendo wa chembe za mtu binafsi lazima uzingatiwe kwa wakati fulani kwa wakati fulani katika nafasi. Mwendo ulioelekezwa wa chembe zinazosogea ovyo ni mtiririko wa hewa (dhana inayotumika sana katika aerodynamics).

Msogeo wa mtiririko wa hewa utazingatiwa kwa uthabiti ikiwa wakati wowote katika nafasi inakaa, msongamano, shinikizo, mwelekeo na ukubwa wa kasi yake zitabaki bila kubadilika baada ya muda. Ikiwa vigezo hivi vitabadilika, basi harakati hiyo inachukuliwa kutokuwa thabiti.

Mwongozo unafafanuliwa kama ifuatavyo: tanjenti katika kila sehemu yake inalingana na vekta ya kasi katika sehemu sawa. Jumla ya uboreshaji kama huo huunda ndege ya msingi. Imefungwa ndani ya bomba. Kila mchiriziko unaweza kutengwa na kuwasilishwa kama unatiririka kwa kutengwa na jumla ya wingi wa hewa.

Mkondo wa hewa unapogawanywa katika mitiririko, unaweza kuibua mtiririko wake changamano angani. Sheria za msingi za mwendo zinaweza kutumika kwa kila ndege ya mtu binafsi. Inahusu uhifadhi wa wingi na nishati. Kwa kutumia milinganyo ya sheria hizi, mtu anaweza kufanya uchanganuzi wa kimwili wa mwingiliano wa hewa na mwili imara.

Kasi na aina ya mwendo

Kuhusu asili ya mtiririko, mtiririko wa hewa una msukosuko na laminar. Wakati mito ya hewa inakwenda kwa mwelekeo mmoja na ni sawa kwa kila mmoja, hii ni mtiririko wa laminar. Ikiwa kasi ya chembe za hewa huongezeka, basi huanza kuwa na, pamoja na kutafsiri, kasi nyingine zinazobadilika kwa kasi. Mtiririko wa chembe perpendicular kwa mwelekeo wa mwendo wa kutafsiri huundwa. Huu ni mtafaruku - mtiririko wa misukosuko.

Mchanganyiko wa kupima mtiririko wa hewa unajumuisha shinikizo, ambalo hubainishwa kwa njia nyingi.

Kasi ya mtiririko usioshinikizwa hubainishwa kwa kutumia utegemezi wa tofauti kati ya shinikizo la jumla na tuli kuhusiana na msongamano wa wingi wa hewa (mlinganyo wa Bernoulli): v=√2(p ₀-p)/p

Mfumo huu hufanya kazi kwa mtiririko wa hadi 70 m/s.

Msongamano wa hewa hubainishwa na nomogramu ya shinikizo na halijoto.

Shinikizo kwa kawaida hupimwa kwa kutumia manomita ya kioevu.

Kiwango cha mtiririko wa hewa hakitakuwa sawa katika urefu wa bomba. Ikiwa shinikizo hupungua na kiasi cha hewa huongezeka, basi huongezeka mara kwa mara, na kuchangia kuongezeka kwa kasi ya chembe za nyenzo. Ikiwa kasi ya mtiririko ni zaidi ya 5 m / s, basi kelele ya ziada inaweza kutokea katika vali, bend za mstatili na gratings za kifaa ambacho hupitia.

Kiashiria cha nishati

Mchanganyiko ambao nguvu hubainishwamtiririko wa hewa (bure), ni kama ifuatavyo: N=0.5SrV³ (W). Katika usemi huu, N ni nguvu, r ni msongamano wa hewa, S ni eneo la gurudumu la upepo lililoathiriwa na mtiririko (m²) na V ni kasi ya upepo (m/s).

Kutoka kwa fomula, inaweza kuonekana kuwa nishati ya kutoa huongezeka kulingana na nguvu ya tatu ya kasi ya mtiririko wa hewa. Kwa hivyo, wakati kasi inaongezeka kwa mara 2, basi nguvu huongezeka kwa mara 8. Kwa hivyo, katika viwango vya chini vya mtiririko kutakuwa na kiasi kidogo cha nishati.

Nishati yote kutoka kwa mtiririko, ambayo huunda, kwa mfano, upepo, haiwezi kutolewa. Ukweli ni kwamba njia ya kupitia gurudumu la upepo kati ya vile vile haina kizuizi.

Mtiririko wa hewa, kama mwili wowote unaosonga, una nishati ya mwendo. Ina kiasi fulani cha nishati ya kinetic, ambayo, inapobadilika, hubadilika kuwa nishati ya mitambo.

Mambo yanayoathiri kiasi cha mtiririko wa hewa

Kiwango cha juu zaidi cha hewa kinachoweza kuwa kinategemea mambo mengi. Hizi ni vigezo vya kifaa yenyewe na nafasi inayozunguka. Kwa mfano, ikiwa tunazungumzia juu ya kiyoyozi, basi kiwango cha juu cha mtiririko wa hewa kilichopozwa na vifaa kwa dakika moja inategemea kwa kiasi kikubwa ukubwa wa chumba na sifa za kiufundi za kifaa. Kwa maeneo makubwa, kila kitu ni tofauti. Ili ziweze kupozwa, mtiririko wa hewa zaidi unahitajika.

Katika feni, kipenyo, kasi ya kuzunguka na saizi ya blade, kasi ya kuzungusha, nyenzo zinazotumika katika utengenezaji wake ni muhimu.

BKwa asili, tunaona matukio kama vile vimbunga, tufani na vimbunga. Hizi zote ni harakati za hewa, ambayo inajulikana kuwa na nitrojeni, oksijeni, molekuli za kaboni dioksidi, pamoja na maji, hidrojeni na gesi nyingine. Hizi pia ni mtiririko wa hewa unaotii sheria za aerodynamics. Kwa mfano, vortex inapoundwa, tunasikia sauti za injini ya ndege.