Όταν αισθάνεστε το δροσερό αεράκι στο πρόσωπό σας μια καυτή καλοκαιρινή μέρα, στη μέση της ανακούφισης σας, μπορεί να συμβεί να αναρωτηθείτε πόσο γρήγορα κινείται ο αέρας, δηλαδή ποια είναι η ταχύτητα του ανέμου. Σε τελική ανάλυση, έτσι περιγράφουμε την ταχύτητα του αέρα σε καθημερινή βάση. Αλλά τι γίνεται αν θέλετε να μάθετε τοποσότου αέρα, μια οντότητα που φυσικά δεν μπορείτε να δείτε, κινείται πέρα από ένα συγκεκριμένο (ίσως και αόρατο) όριο σε μια δεδομένη στιγμή;
Η ταχύτητα του αέρα με αυτή την έννοια είναι πραγματικά ροή αέρα. Σκεφτείτε τη διαφορά μεταξύ της παρατήρησης του πόσο γρήγορα κινείται κάτι που βγαίνει σε ένα ποτάμι με το ρεύμα (η «ταχύτητα» του νερού υπό την κανονική έννοια) και μέτρηση πόσα γαλόνια νερού του ποταμού κινούνται πέρα από το σημείο στο οποίο στέκεστε κάθε δευτερόλεπτο (η "ταχύτητα του νερού" ή η "ταχύτητα ροής" ή "ροή τιμή").
Τι είναι το "Air";
Ο αέρας είναι ένα υγρό, όπως και υγρά όπως το νερό. Αυτό σημαίνει ότι παραμορφώνεται συνεχώς φυσικά με τέτοιο τρόπο ώστε τα στερεά να μην είναι από τις τάσεις διάτμησης της εφαρμογής, οι οποίες είναι πιέσεις που τείνουν να διαχωρίζουν τα πράγματα στα οποία δρουν προκαλώντας τα μόρια τους να «γλιστρήσουν» κατά μήκος του προσδιορίσιμου όρια.
Αέρας στην επιφάνεια εάν η Γη αποτελείται κυρίως από αέριο άζωτο (πάνω από τα τρία τέταρτα της ατμόσφαιρας κατασκευάζονται από αυτό στοιχείο) και οξυγόνο (περίπου 20 τοις εκατό), με μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου, υδρατμών και άλλων ιχνών συστατικά.
Γιατί να μετακινήσετε τον αέρα;
Ο υπολογισμός του ρυθμού ροής (ταχύτητα) του φυσικώς κινούμενου αέρα μπορεί να έχει μικρό ενδιαφέρον σε σύγκριση με την απλή ταχύτητα του ανέμου. Όμως, όταν πρόκειται για μηχανοκίνητα μηχανήματα, όπως αναπνευστήρες, είναι ζωτικής σημασίας να γνωρίζουμε πόσος αέρας μεταφέρεται ενεργά από τον ένα τομέα στον άλλο ανά μονάδα χρόνου.
Απαιτούνται εξαεριστήρες σε μια σειρά επαγγελματικών και βιομηχανικών χώρων, όπως σε εργοστάσια παραγωγής όπου οι χημικές ουσίες που απαιτούνται για τη δημιουργία του τελικού προϊόντος είναι τοξικές για τα ανθρώπινα συστήματα, ιδίως το αναπνευστικό Σύστημα.
Ταχύτητα που καθορίζεται από τον αέρα
Η ποσότητα του αέρα που μετακινείται ανά μονάδα χρόνου αντιπροσωπεύεται από την εξίσωση:
Q = AV
όπουΕρείναι η ταχύτητα του αέρα ή ο ρυθμός ροής του,ΕΝΑείναι η διατομή στην οποία ρέει ο υπό μελέτη αέρας καιΒείναι η γραμμική ταχύτητα του αέρα, δηλαδή η μέση ταχύτητα με την οποία ένα δεδομένο μόριο αέρα κινείται κατά μήκος του ρεύματος.
Εάν η δομή μέσω της οποίας ρέει ο αέρας είναι ένας κυλινδρικός σωλήνας, για παράδειγμα, η περιοχή κατά την οποία κινείται ο αέρας είναι κυκλική και δίνεται από τον τύπο για την περιοχή ενός κύκλου:
A = \ pi r ^ 2
όπουρείναι η ακτίνα του κυλίνδρου.
Υπολογισμός ροής αέρα από διαφορική πίεση
Εάν χρειαστεί, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα από την πίεση σε αυτά τα προβλήματα εάν σας δοθούν αρκετές πληροφορίες. Οι διαφορές πίεσης μεταξύ θέσεων είναι ένα μέσο με το οποίο ο αέρας υποχρεούται να μετακινείται από τόπο σε τόπο, και όσο υψηλότερη είναι η πίεση, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός ροής του αέρα.
Η πίεση έχει μονάδες δύναμης ανά μονάδα εμβαδού, αλλά μπορεί επίσης να εκφραστεί για υγρά όπως η πυκνότητα φορές το βάρος βαρύτητα (ργ) ανά μονάδα περιοχής, επειδή οι μονάδες βγαίνουν οι ίδιες.
Εξοπλισμός εργαστηρίου
Οι γραμμικές ταχύτητες αέρα ταξινομούνται σε χαμηλό (λιγότερο από 100 πόδια ανά λεπτό) μέσο (μεταξύ 100 και 750), και υψηλή ταχύτητα αέρα (μεγαλύτερη από 750). Ένα όργανο που ονομάζεται αανεμόμετρο βανείναι χρήσιμο για μεσαίες και υψηλές ταχύτητες αέρα, ενώ aανεμόμετρο θερμού σύρματοςείναι καλό για όλο το εύρος των ταχυτήτων, αλλά κοστίζει πολύ περισσότερο και είναι πιο δύσκολο να διατηρηθεί.
ΕΝΑσωλήνας καπνούείναι φθηνό και απλό στη χρήση, αλλά όπως μπορείτε να μαντέψετε, δεν είναι πολύ ακριβές και χρησιμοποιείται κυρίως για τη συλλογή των πιο γενικών δεδομένων τοπικών κινήσεων αέρα.