Què és el flux d'aire i quins són els conceptes bàsics associats a ell

2024 Autora: Henry Conors | [email protected]. Última modificació: 2024-02-12 04:50

Quan es considera l'aire com una combinació d'un gran nombre de molècules, es pot anomenar un medi continu. En ell, les partícules individuals poden entrar en contacte entre si. Aquesta representació permet simplificar significativament els mètodes d'estudi de l'aire. En aerodinàmica, hi ha una cosa com la reversibilitat del moviment, que s'utilitza àmpliament en el camp dels experiments per a túnels de vent i en estudis teòrics que utilitzen el concepte de flux d'aire.

Concepte important d'aerodinàmica

Segons el principi de reversibilitat del moviment, en comptes de considerar el moviment d'un cos en un medi estacionari, podem considerar el curs del medi en relació amb un cos immòbil.

La velocitat del flux imperturbable incident en moviment invers és igual a la velocitat del propi cos a l'aire quiet.

Per a un cos que es mou en aire quiet, les forces aerodinàmiques seran les mateixes que per a un estacionaricos (estàtic) sotmès al flux d'aire. Aquesta regla funciona sempre que la velocitat del cos en relació amb l'aire sigui la mateixa.

Què és el flux d'aire i quins en són els conceptes bàsics

Hi ha diferents mètodes per estudiar el moviment de partícules de gas o líquid. En un d'ells, s'investiguen les racionalitats. Amb aquest mètode, el moviment de les partícules individuals s'ha de considerar en un moment determinat en el temps en un punt determinat de l'espai. El moviment dirigit de partícules que es mouen aleatòriament és un flux d'aire (un concepte molt utilitzat en aerodinàmica).

El moviment del flux d'aire es considerarà constant si en qualsevol punt de l'espai que ocupa, la densitat, la pressió, la direcció i la magnitud de la seva velocitat romanen in alterables al llarg del temps. Si aquests paràmetres canvien, el moviment es considera inestable.

La línia de corrent es defineix de la següent manera: la tangent en cada punt a ella coincideix amb el vector velocitat en el mateix punt. La totalitat d'aquestes línies aerodinàmiques formen un doll elemental. Està tancat en un tub. Cada goteig individual es pot aïllar i presentar-se com a flux aïllat de la massa d'aire total.

Quan el corrent d'aire es divideix en corrents, podeu visualitzar el seu flux complex a l'espai. Les lleis bàsiques del moviment es poden aplicar a cada jet individual. Es tracta de la conservació de la massa i l'energia. Utilitzant les equacions d'aquestes lleis, es pot realitzar una anàlisi física de les interaccions de l'aire i un cos sòlid.

Velocitat i tipus de moviment

Pel que fa a la naturalesa del flux, el flux d'aire és turbulent i laminar. Quan els corrents d'aire es mouen en la mateixa direcció i són paral·lels entre si, es tracta d'un flux laminar. Si la velocitat de les partícules d'aire augmenta, llavors comencen a tenir, a més de la translació, altres velocitats que canvien ràpidament. Es forma un flux de partícules perpendicular a la direcció del moviment de translació. Aquest és el flux caòtic i turbulent.

La fórmula per mesurar el flux d'aire inclou la pressió, que es determina de moltes maneres.

La velocitat d'un flux incompressible es determina utilitzant la dependència de la diferència entre la pressió total i estàtica en relació a la densitat de la massa d'aire (equació de Bernoulli): v=√2(p ₀-p)/p

Aquesta fórmula funciona per a cabals de fins a 70 m/s.

La densitat de l'aire ve determinada pel nomograma de pressió i temperatura.

La pressió es mesura normalment amb un manòmetre de líquid.

El flux d'aire no serà constant al llarg de la canonada. Si la pressió disminueix i el volum d'aire augmenta, augmenta constantment, contribuint a un augment de la velocitat de les partícules del material. Si la velocitat del flux és superior a 5 m/s, es pot produir soroll addicional a les vàlvules, corbes rectangulars i reixes del dispositiu per on passa.

Indicador d'energia

La fórmula mitjançant la qual es determina la potènciael flux d'aire (lliure), és el següent: N=0,5SrV³ (W). En aquesta expressió, N és la potència, r és la densitat de l'aire, S és l'àrea de la roda del vent afectada pel cabal (m²) i V és la velocitat del vent (m/s).

A partir de la fórmula, es pot veure que la potència de sortida augmenta en proporció a la tercera potència del cabal d'aire. Així, quan la velocitat augmenta 2 vegades, la potència augmenta 8 vegades. Per tant, a cabals baixos hi haurà una petita quantitat d'energia.

Tota l'energia del flux, que crea, per exemple, el vent, no es pot extreure. El cas és que el pas a través de la roda eòlica entre les pales no té obstacles.

El flux d'aire, com qualsevol cos en moviment, té l'energia del moviment. Té una certa energia cinètica que, a mesura que es transforma, es converteix en energia mecànica.

Factors que afecten el volum del flux d'aire

La quantitat màxima d'aire que pot haver depèn de molts factors. Aquests són els paràmetres del propi dispositiu i de l'espai que l'envolta. Per exemple, si estem parlant d'un aparell d'aire condicionat, el flux d'aire màxim refrigerat per l'equip en un minut depèn significativament de la mida de l'habitació i de les característiques tècniques del dispositiu. Amb grans superfícies, tot és diferent. Perquè es refredin, calen fluxos d'aire més intensius.

En els ventiladors, el diàmetre, la velocitat de rotació i la mida de la pala, la velocitat de rotació i el material utilitzat en la seva fabricació són importants.

BA la natura, observem fenòmens com els tornados, els tifons i els tornados. Tots aquests són moviments d'aire, que se sap que conté nitrogen, oxigen, molècules de diòxid de carboni, així com aigua, hidrogen i altres gasos. També són fluxos d'aire que obeeixen les lleis de l'aerodinàmica. Per exemple, quan es forma un vòrtex, escoltem els sons d'un motor a reacció.