Jak vypočítat rychlost vzduchu

Když ucítíte chladný vánek na tváři v horkém horkém letním dni, uprostřed vaší úlevy, mohlo by vás napadnout, abyste se divili, jak rychle se vzduch pohybuje, tj. Jaká je rychlost větru. Koneckonců, takto popisujeme rychlost vzduchu v každodenních termínech. Ale co když chcete vědětmnožstvívzduchu, entita, kterou samozřejmě nevidíte, pohybující se přes určitou (možná také neviditelnou) hranici v daném čase?

Rychlost vzduchu v tomto smyslu je skutečné proudění vzduchu. Pomysli na rozdíl mezi pozorováním, jak rychle se něco houpající se v řece pohybuje proudem („rychlost“ vody v normálním smyslu) a měření toho, kolik galonů říční vody se každou vteřinu pohybuje kolem bodu, ve kterém stojíte („rychlost vody“ nebo „rychlost proudění“ nebo „průtok hodnotit").

Vzduch je kapalina, stejně jako kapaliny, jako je voda. To znamená, že se nepřetržitě fyzicky deformuje tak, že pevné látky nejsou působením smykových napětí aplikace, kterými jsou tlaky, které mají tendenci oddělit věci, na které působí, tím, že způsobí, že se jejich molekuly ve skutečnosti „posouvají“ od sebe definovatelně hranice.

Vzduch na povrchu, pokud se Země skládá převážně z plynného dusíku (tvoří se z toho více než tři čtvrtiny atmosféry prvek) a plynný kyslík (asi 20 procent), s menším množstvím oxidu uhličitého, methanu, vodní páry a dalších stop komponenty.

Výpočet průtoku (rychlosti) přirozeně se pohybujícího vzduchu může být ve srovnání s jednoduchou rychlostí větru málo zajímavý. Ale pokud jde o stroje vyrobené člověkem, jako jsou ventilátory, je důležité vědět, kolik vzduchu se aktivně přepravuje z jednoho sektoru do druhého za jednotku času.

Ventilátory jsou vyžadovány v řadě pracovních a průmyslových prostředí, například ve výrobních závodech kde chemikálie potřebné k výrobě konečného produktu jsou toxické pro lidské systémy, zejména pro dýchací cesty Systém.

Množství vzduchu přesunutého za jednotku času je vyjádřeno rovnicí:

kdeQje rychlost vzduchu nebo jeho průtok,Aje průřezová plocha, přes kterou proudí studovaný vzduch, aPROTIje lineární rychlost vzduchu, tj. průměrná rychlost, jakou se daná molekula vzduchu pohybuje v proudu.

Pokud je například konstrukcí, kterou vzduch proudí, válcová trubka, je plocha, přes kterou se vzduch pohybuje, kruhová a je dána vzorcem pro plochu kruhu:

kderje poloměr válce.

Pokud potřebujete, můžete vypočítat rychlost z tlaku v těchto problémech, pokud máte dostatek informací. Tlakové rozdíly mezi místy jsou jedním z prostředků, kterými je vzduch nucen pohybovat se z místa na místo, a čím vyšší je tlak, tím vyšší je rychlost proudění vzduchu.

Tlak má jednotky síly na jednotku plochy, ale může být také vyjádřen pro kapaliny jako hustota krát gravitace krát výška (ρgh) na jednotku plochy, protože jednotky vycházejí stejně.

Lineární rychlosti vzduchu se dělí na nízké (méně než 100 stop za minutu) střední (mezi 100 a 750) a vysokou rychlostí vzduchu (vyšší než 750). Nástroj zvaný alopatkový anemometrje vhodný pro střední a vysoké rychlosti vzduchu, zatímco aanemometr s horkým drátemje vhodný pro celou řadu rychlostí, ale stojí mnohem víc a je obtížnější jej udržovat.

Akouřová trubiceje levný a snadno se používá, ale jak asi uhodnete, není příliš přesný a používá se především ke sběru nejobecnějších údajů o místních pohybech vzduchu.