Ano ang airflow at ano ang mga pangunahing konsepto na nauugnay dito

2024 May -akda: Henry Conors | [email protected]. Huling binago: 2024-02-12 13:59

Kapag isinasaalang-alang ang hangin bilang kumbinasyon ng malaking bilang ng mga molekula, matatawag itong tuluy-tuloy na daluyan. Sa loob nito, ang mga indibidwal na particle ay maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa. Ginagawang posible ng representasyong ito na makabuluhang gawing simple ang mga pamamaraan ng pag-aaral ng hangin. Sa aerodynamics, mayroong isang bagay tulad ng reversibility ng paggalaw, na malawakang ginagamit sa larangan ng mga eksperimento para sa mga wind tunnel at sa teoretikal na pag-aaral gamit ang konsepto ng daloy ng hangin.

Mahalagang konsepto ng aerodynamics

Ayon sa prinsipyo ng reversibility ng paggalaw, sa halip na isaalang-alang ang paggalaw ng isang katawan sa isang nakatigil na medium, maaari nating isaalang-alang ang takbo ng medium na may kaugnayan sa isang hindi gumagalaw na katawan.

Ang bilis ng pangyayari na walang kaguluhan na daloy sa reverse motion ay katumbas ng bilis ng katawan mismo sa hangin.

Para sa isang katawan na gumagalaw sa hangin, ang aerodynamic na puwersa ay magiging katulad ng para sa isang nakatigil(static) katawan na sumailalim sa daloy ng hangin. Gumagana ang panuntunang ito sa kondisyon na ang bilis ng katawan kaugnay ng hangin ay pareho.

Ano ang airflow at ano ang mga pangunahing konsepto nito

May iba't ibang paraan para sa pag-aaral ng paggalaw ng mga particle ng gas o likido. Sa isa sa mga ito, ang mga streamline ay sinisiyasat. Sa pamamaraang ito, ang paggalaw ng mga indibidwal na particle ay dapat isaalang-alang sa isang partikular na punto ng oras sa isang tiyak na punto sa espasyo. Ang direktang paggalaw ng mga particle na random na gumagalaw ay isang daloy ng hangin (isang konsepto na malawakang ginagamit sa aerodynamics).

Ang paggalaw ng daloy ng hangin ay ituturing na steady kung sa anumang punto sa espasyong inookupahan nito, ang density, pressure, direksyon at magnitude ng bilis nito ay mananatiling hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Kung magbabago ang mga parameter na ito, maituturing na hindi matatag ang paggalaw.

Ang streamline ay tinukoy bilang mga sumusunod: ang tangent sa bawat punto dito ay tumutugma sa velocity vector sa parehong punto. Ang kabuuan ng naturang mga streamline ay bumubuo ng elementary jet. Ito ay nakapaloob sa isang tubo. Ang bawat indibidwal na patak ay maaaring ihiwalay at ipakita bilang dumadaloy nang hiwalay mula sa kabuuang masa ng hangin.

Kapag ang daloy ng hangin ay nahahati sa mga batis, makikita mo ang kumplikadong daloy nito sa kalawakan. Ang mga pangunahing batas ng paggalaw ay maaaring ilapat sa bawat indibidwal na jet. Ito ay tungkol sa pagtitipid ng masa at enerhiya. Gamit ang mga equation para sa mga batas na ito, maaaring magsagawa ng pisikal na pagsusuri ng mga interaksyon ng hangin at solidong katawan.

Bilis at uri ng paggalaw

Tungkol sa katangian ng daloy, ang daloy ng hangin ay magulong at laminar. Kapag ang mga daloy ng hangin ay gumagalaw sa parehong direksyon at parallel sa isa't isa, ito ay isang laminar flow. Kung ang bilis ng mga particle ng hangin ay tumaas, pagkatapos ay magsisimula silang magkaroon, bilang karagdagan sa translational, iba pang mabilis na pagbabago ng bilis. Ang isang daloy ng mga particle na patayo sa direksyon ng translational motion ay nabuo. Ito ang magulong - magulong daloy.

Ang formula para sa pagsukat ng airflow ay kinabibilangan ng pressure, na tinutukoy sa maraming paraan.

Ang bilis ng isang incompressible na daloy ay tinutukoy gamit ang dependence ng pagkakaiba sa pagitan ng kabuuang at static na presyon kaugnay sa density ng mass ng hangin (Bernoulli equation): v=√2(p ₀-p)/p

Gumagana ang formula na ito para sa mga daloy na hanggang 70 m/s.

Ang density ng hangin ay tinutukoy ng nomogram ng presyon at temperatura.

Karaniwang sinusukat ang presyon gamit ang liquid manometer.

Ang airflow rate ay hindi magiging pare-pareho sa haba ng pipeline. Kung ang presyon ay bumababa at ang dami ng hangin ay tumataas, pagkatapos ay patuloy itong tumataas, na nag-aambag sa isang pagtaas sa bilis ng mga particle ng materyal. Kung ang bilis ng daloy ay higit sa 5 m/s, maaaring magkaroon ng karagdagang ingay sa mga valve, rectangular bend at grating ng device kung saan ito dumadaan.

Energy indicator

Ang formula kung saan natutukoy ang kapangyarihanang daloy ng hangin (libre), ay ang mga sumusunod: N=0.5SrV³ (W). Sa expression na ito, ang N ay ang kapangyarihan, ang r ay ang density ng hangin, ang S ay ang lugar ng wind wheel na apektado ng daloy (m²) at ang V ay ang bilis ng hangin (m/s).

Mula sa formula, makikita na ang output power ay tumataas sa proporsyon sa ikatlong kapangyarihan ng air flow rate. Kaya, kapag ang bilis ay tumaas ng 2 beses, ang kapangyarihan ay tumaas ng 8 beses. Samakatuwid, sa mababang rate ng daloy ay magkakaroon ng kaunting enerhiya.

Lahat ng enerhiya mula sa daloy, na lumilikha, halimbawa, ng hangin, ay hindi maaaring makuha. Ang katotohanan ay ang pagdaan sa wind wheel sa pagitan ng mga blades ay walang hadlang.

Ang daloy ng hangin, tulad ng anumang gumagalaw na katawan, ay may lakas ng paggalaw. Mayroon itong tiyak na dami ng kinetic energy, na, habang nagbabago ito, nagiging mekanikal na enerhiya.

Mga salik na nakakaapekto sa dami ng daloy ng hangin

Ang maximum na dami ng hangin na maaaring maging depende sa maraming salik. Ito ang mga parameter ng device mismo at ang nakapalibot na espasyo. Halimbawa, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang air conditioner, kung gayon ang pinakamataas na daloy ng hangin na pinalamig ng kagamitan sa isang minuto ay nakasalalay nang malaki sa laki ng silid at sa mga teknikal na katangian ng aparato. Sa malalaking lugar, iba ang lahat. Para lumamig ang mga ito, kailangan ang mas masinsinang daloy ng hangin.

Sa mga fan, ang diameter, bilis ng pag-ikot at laki ng blade, bilis ng pag-ikot, materyal na ginamit sa paggawa nito ay mahalaga.

BSa kalikasan, nakikita natin ang mga kababalaghan tulad ng mga buhawi, bagyo at buhawi. Ang mga ito ay lahat ng paggalaw ng hangin, na kilala na naglalaman ng nitrogen, oxygen, mga molekula ng carbon dioxide, gayundin ng tubig, hydrogen at iba pang mga gas. Ito rin ay mga daloy ng hangin na sumusunod sa mga batas ng aerodynamics. Halimbawa, kapag may nabuong vortex, maririnig natin ang mga tunog ng jet engine.