Khi coi không khí là tổng hợp của một số lượng lớn các phân tử, nó có thể được gọi là môi trường liên tục. Trong đó, các hạt riêng lẻ có thể tiếp xúc với nhau. Một ý tưởng như vậy có thể đơn giản hóa đáng kể các phương pháp nghiên cứu không khí. Trong khí động học, có một thứ gọi là tính thuận nghịch của chuyển động, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thí nghiệm cho các hầm gió và trong các nghiên cứu lý thuyết sử dụng khái niệm dòng khí.
Khái niệm quan trọng của khí động học
Theo nguyên lý đảo ngược của chuyển động, thay vì xem xét chuyển động của cơ thể trong môi trường bất động, chúng ta có thể xem xét quá trình của môi trường đối với cơ thể bất động.
Tốc độ của dòng chảy không bị xáo trộn trong chuyển động ngược lại bằng tốc độ của chính cơ thể trong không khí tĩnh lặng.
Đối với một cơ thể di chuyển trong không khí tĩnh, các lực khí động học sẽ giống như đối với một cơ thể bất động (tĩnh) chịu luồng không khí. Quy tắc này hoạt động trong điều kiện tốc độ của cơ thể liên quan đến không khí sẽ giống nhau.
Luồng khí là gì và khái niệm cơ bản định nghĩa nó là gì
Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu chuyển động của các hạt khí hoặc lỏng. Trong một trong số đó, tinh giản được nghiên cứu. Với phương pháp này, chuyển động của các hạt riêng lẻ phải được xem xét tại một thời điểm nhất định tại một thời điểm nhất định trong không gian. Chuyển động định hướng của các hạt di chuyển ngẫu nhiên là luồng không khí (một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong khí động học).
Chuyển động của luồng không khí sẽ được coi là ổn định nếu tại bất kỳ điểm nào trong không gian bị chiếm giữ bởi nó, mật độ, áp suất, hướng và độ lớn của vận tốc của nó không thay đổi theo thời gian. Nếu các tham số này thay đổi, thì chuyển động được coi là không ổn định.
Đường thẳng được định nghĩa như sau: tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với vectơ vận tốc tại cùng một điểm. Tổng số các dòng tinh giản như vậy tạo thành một luồng cơ bản. Cô được bao trong một ống nhất định. Mỗi dòng nhỏ có thể được phân biệt và thể hiện trong sự cô lập chảy từ tổng khối lượng không khí.
Khi luồng không khí được chia thành các tia nhỏ, có thể hình dung dòng chảy phức tạp của nó trong không gian. Các định luật cơ bản của chuyển động có thể được áp dụng cho từng máy bay phản lực riêng lẻ. Đó là về tiết kiệm khối lượng và năng lượng. Sử dụng các phương trình cho các định luật này, có thể tiến hành phân tích vật lý các tương tác của không khí và chất rắn.
Tốc độ và loại chuyển động
Về bản chất của dòng chảy, luồng không khí là hỗn loạn và tầng. Khi các luồng không khí di chuyển theo một hướng và song song với nhau, đây là dòng chảy tầng. Nếu tốc độ của các hạt không khí tăng lên, thì chúng bắt đầu sở hữu, ngoài tốc độ thay đổi nhanh chóng khác. Một dòng các hạt vuông góc với hướng chuyển động tịnh tiến được hình thành. Đây là một dòng chảy hỗn loạn thất thường.
Công thức được sử dụng để đo vận tốc không khí bao gồm áp suất được xác định theo nhiều cách khác nhau.
Tốc độ dòng không thể nén được xác định bằng cách sử dụng sự phụ thuộc của chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất thống kê đối với mật độ khối không khí (phương trình Bernoulli): v = √2 (p 0 -p) / p
Công thức này hoạt động cho các luồng với tốc độ không quá 70 m / s.
Mật độ của không khí được xác định bằng biểu đồ áp suất và nhiệt độ.
Áp suất thường được xác định bằng máy đo áp suất chất lỏng.
Tốc độ dòng khí sẽ không đổi dọc theo chiều dài của đường ống. Nếu áp suất giảm và thể tích không khí tăng thì nó không ngừng tăng lên, góp phần làm tăng tốc độ của các hạt của vật liệu. Nếu tốc độ dòng chảy lớn hơn 5 m / s, thì tiếng ồn bổ sung có thể xuất hiện trong các van, vòng quay hình chữ nhật và cách tử của thiết bị mà nó đi qua.
Chỉ số năng lượng
Công thức xác định công suất của luồng không khí (miễn phí) như sau: N = 0, 5SrV³ (W). Trong biểu thức này, N là công suất, r là mật độ không khí, S là diện tích của bánh xe gió dưới tác động của dòng chảy (m²) và V là tốc độ gió (m / s).
Có thể thấy từ công thức rằng công suất đầu ra tăng tỷ lệ với công suất thứ ba của tốc độ dòng khí. Vì vậy, khi tốc độ tăng gấp 2 lần thì công suất tăng gấp 8 lần. Do đó, ở tốc độ dòng chảy thấp sẽ có một lượng năng lượng nhỏ.
Tất cả năng lượng từ luồng, được tạo ra, ví dụ, bởi gió, không thể được trích xuất. Thực tế là việc đi qua một bánh xe gió giữa các lưỡi dao xảy ra không bị cản trở.
Dòng không khí có năng lượng chuyển động như bất kỳ cơ thể chuyển động nào. Nó có một nguồn cung cấp động năng nhất định, khi được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.
