Lorsque vous sentez la brise fraîche sur votre visage par une chaude journée d'été, au milieu de votre soulagement, vous vous demandez peut-être à quelle vitesse l'air se déplace, c'est-à-dire quelle est la vitesse du vent. Après tout, c'est ainsi que nous décrivons la vitesse de l'air en termes courants. Mais que faire si vous voulez connaître lemontantde l'air, une entité que vous ne pouvez bien sûr pas voir, se déplaçant à travers une frontière particulière (peut-être aussi invisible) à un moment donné ?
La vitesse de l'air dans ce sens est vraiment le flux d'air. Pensez à la différence entre observer à quelle vitesse quelque chose qui flotte dans une rivière se déplace avec le courant (la "vitesse" de l'eau dans le sens normal) et mesurer le nombre de gallons d'eau de rivière qui dépassent le point auquel vous vous tenez chaque seconde (la "vitesse de l'eau" ou la "vitesse d'écoulement" ou taux").
Qu'est-ce que "Air", de toute façon?
L'air est un fluide, tout comme les liquides comme l'eau. Cela signifie qu'il est continuellement déformé physiquement d'une manière que les solides ne sont pas par les contraintes de cisaillement d'application, qui sont pressions qui tendent à séparer les choses sur lesquelles elles agissent en faisant "glisser" en fait les molécules qui les séparent le long d'un chemin définissable limites.
Air à la surface si la Terre est constituée majoritairement d'azote gazeux (plus des trois quarts de l'atmosphère sont constitués de cet élément) et de l'oxygène gazeux (environ 20 %), avec de plus petites quantités de dioxyde de carbone, de méthane, de vapeur d'eau et d'autres traces Composants.
Pourquoi déplacer l'air ?
Le calcul du débit (vitesse) de l'air en mouvement naturel peut être de peu d'intérêt par rapport à la simple vitesse du vent. Mais lorsqu'il s'agit de machines artificielles telles que les ventilateurs, il est essentiel de savoir combien d'air est activement transporté d'un secteur à un autre par unité de temps.
Les ventilateurs sont nécessaires dans une multitude de milieux professionnels et industriels, comme dans les usines de fabrication où les produits chimiques nécessaires pour créer le produit final sont toxiques pour les systèmes humains, en particulier les voies respiratoires système.
Vitesse de l'air définie
La quantité d'air déplacée par unité de temps est représentée par l'équation :
Q=AV
oùQest la vitesse de l'air ou son débit,UNEest la section transversale à travers laquelle l'air à l'étude s'écoule, etVest la vitesse linéaire de l'air, c'est-à-dire la vitesse moyenne à laquelle une molécule d'air donnée se déplace dans le courant.
Si la structure à travers laquelle l'air circule est un tube cylindrique, par exemple, l'aire à travers laquelle l'air se déplace est circulaire et donnée par la formule de l'aire d'un cercle :
A=\pi r^2
oùrest le rayon du cylindre.
Calcul du débit d'air à partir de la pression différentielle
Si vous en avez besoin, vous pouvez calculer la vitesse à partir de la pression dans ces problèmes si vous disposez de suffisamment d'informations. Les différentiels de pression entre les emplacements sont un moyen par lequel l'air est contraint de se déplacer d'un endroit à l'autre, et plus la pression est élevée, plus le débit d'air est élevé.
La pression a des unités de force par unité de surface, mais peut également être exprimée pour les fluides comme la densité multipliée par la gravité multipliée par la hauteur (euh) par unité de surface, car les unités sont identiques.
Équipement de laboratoire
Les vitesses d'air linéaires sont classées en vitesse d'air faible (moins de 100 pieds par minute) moyenne (entre 100 et 750) et élevée (supérieure à 750). Un instrument appelé unanémomètre à héliceest utile pour les vitesses d'air moyennes et élevées, tandis qu'unanémomètre à fil chaudest bon pour toute la gamme de vitesses, mais coûte beaucoup plus cher et est plus difficile à entretenir.
UNEtube de fuméeest bon marché et simple à utiliser, mais comme vous pouvez le deviner, il n'est pas très précis et est principalement utilisé pour collecter les données les plus générales sur les mouvements d'air locaux.
