So berechnen Sie die Luftgeschwindigkeit

Wenn Sie an einem sengend heißen Sommertag die kühle Brise im Gesicht spüren, werden Sie sich inmitten Ihrer Erleichterung vielleicht fragen, wie schnell sich die Luft bewegt, d. h. wie hoch die Windgeschwindigkeit ist. Schließlich beschreiben wir so die Geschwindigkeit der Luft im Alltag. Aber was ist, wenn du das wissen willstMengeLuft, ein Wesen, das Sie natürlich nicht sehen können und sich zu einem bestimmten Zeitpunkt über eine bestimmte (vielleicht auch unsichtbare) Grenze bewegt?

Die Luftgeschwindigkeit in diesem Sinne ist in Wirklichkeit der Luftstrom. Denken Sie an den Unterschied zwischen der Beobachtung, wie schnell sich etwas in einem Fluss mit der Strömung bewegt (der "Geschwindigkeit" des Wassers im normalen Sinne) und messen, wie viele Gallonen Flusswasser jede Sekunde an dem Punkt vorbeifließen, an dem Sie stehen (die "Geschwindigkeit des Wassers" oder die "Strömungsgeschwindigkeit" oder "Strömung") Bewertung").

Luft ist eine Flüssigkeit, ebenso wie Flüssigkeiten wie Wasser. Dies bedeutet, dass es kontinuierlich physikalisch so verformt wird, dass Feststoffe nicht durch die Anwendung Schubspannungen, die Drücke, die dazu neigen, die Dinge, auf die sie einwirken, zu trennen, indem sie die Moleküle dazu bringen, dass sie tatsächlich entlang definierbarer "Auseinandergleiten" Grenzen.

Luft an der Oberfläche, wenn die Erde hauptsächlich aus Stickstoff besteht (mehr als drei Viertel der Atmosphäre bestehen daraus) Element) und Sauerstoffgas (ca. 20 Prozent), mit geringeren Mengen an Kohlendioxid, Methan, Wasserdampf und anderen Spuren Komponenten.

Die Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit (Geschwindigkeit) von natürlich bewegter Luft kann im Vergleich zur einfachen Windgeschwindigkeit von geringem Interesse sein. Bei von Menschenhand geschaffenen Maschinen wie Beatmungsgeräten ist es jedoch entscheidend zu wissen, wie viel Luft pro Zeiteinheit aktiv von einem Sektor in einen anderen transportiert wird.

Beatmungsgeräte werden in einer Vielzahl von beruflichen und industriellen Umgebungen benötigt, z. B. in Produktionsanlagen wenn Chemikalien, die zur Herstellung des Endprodukts benötigt werden, für den menschlichen Organismus, insbesondere die Atemwege, toxisch sind System.

Die pro Zeiteinheit bewegte Luftmenge wird durch die Gleichung dargestellt:

woQist die Geschwindigkeit der Luft oder ihre Strömungsgeschwindigkeit,EINdie Querschnittsfläche ist, über die die untersuchte Luft strömt, undVist die lineare Geschwindigkeit der Luft, d. h. die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der sich ein bestimmtes Luftmolekül im Strom fortbewegt.

Wenn die luftdurchströmte Struktur beispielsweise ein zylindrisches Rohr ist, ist die von Luft durchströmte Fläche kreisförmig und durch die Formel für die Kreisfläche gegeben:

worist der Radius des Zylinders.

Bei Bedarf können Sie bei diesen Problemen die Geschwindigkeit aus dem Druck berechnen, wenn Sie genügend Informationen haben. Druckunterschiede zwischen Orten sind ein Mittel, durch das die Luft gezwungen wird, sich von Ort zu Ort zu bewegen, und je höher der Druck, desto höher die Luftströmungsrate.

Druck hat Einheiten der Kraft pro Flächeneinheit, kann aber auch für Flüssigkeiten als Dichte mal Schwerkraft mal Höhe ausgedrückt werden (gh) pro Flächeneinheit, da die Einheiten gleich herauskommen.

Lineare Luftgeschwindigkeiten werden in niedrige (weniger als 100 Fuß pro Minute), mittlere (zwischen 100 und 750) und hohe Luftgeschwindigkeiten (größer als 750) eingeteilt. Ein Instrument namens aFlügelrad-Anemometerist nützlich für mittlere und hohe Luftgeschwindigkeiten, während aHitzdraht-Anemometerist gut für den gesamten Geschwindigkeitsbereich, kostet aber viel mehr und ist schwieriger zu warten.

EINRauchrohrist billig und einfach zu bedienen, aber wie Sie sich vorstellen können, ist es nicht sehr genau und wird hauptsächlich verwendet, um die allgemeinsten Daten lokaler Flugbewegungen zu sammeln.