Kiedy poczujesz chłodny powiew na twarzy w upalny, upalny letni dzień, w środku ulgi, może przyszło ci do głowy zastanowić się, jak szybko porusza się powietrze, tj. jaka jest prędkość wiatru. W końcu tak na co dzień opisujemy prędkość powietrza. Ale co, jeśli chcesz wiedzieć?ilośćpowietrza, istoty, której oczywiście nie widać, poruszającej się w określonym czasie przez określoną (być może również niewidoczną) granicę?
Prędkość powietrza w tym sensie to tak naprawdę przepływ powietrza. Pomyśl o różnicy między obserwowaniem, jak szybko coś kołyszącego się w rzece porusza się z prądem ("prędkość" wody w normalnym sensie) a mierzenie, ile galonów wody w rzece mija punkt, w którym stoisz w każdej sekundzie („prędkość wody” lub „prędkość przepływu” lub „przepływ oceniać").
Czym właściwie jest „powietrze”?
Powietrze jest płynem, podobnie jak płyny, takie jak woda. Oznacza to, że jest on stale fizycznie odkształcany w taki sposób, że bryły nie podlegają naprężeniom ścinającym, które są naciski, które mają tendencję do oddzielania rzeczy, na które działają, powodując, że cząsteczki w efekcie „rozsuwają się” wzdłuż definiowalnych Granic.
Powietrze na powierzchni, jeśli Ziemia składa się głównie z azotu (z tego składa się ponad trzy czwarte atmosfery) pierwiastek) i tlen (około 20 procent), z mniejszymi ilościami dwutlenku węgla, metanu, pary wodnej i innych śladów składniki.
Dlaczego przenosić powietrze?
Obliczanie natężenia przepływu (prędkości) naturalnie poruszającego się powietrza może być mało interesujące w porównaniu z prostą prędkością wiatru. Ale jeśli chodzi o maszyny wykonane przez człowieka, takie jak wentylatory, bardzo ważne jest, aby wiedzieć, ile powietrza jest aktywnie transportowane z jednego sektora do drugiego w jednostce czasu.
Wentylatory są wymagane w wielu środowiskach zawodowych i przemysłowych, takich jak zakłady produkcyjne gdzie chemikalia potrzebne do wytworzenia produktu końcowego są toksyczne dla układów człowieka, w szczególności układu oddechowego system.
Zdefiniowana prędkość powietrza
Ilość powietrza przemieszczanego w jednostce czasu przedstawia równanie:
Q=AV
gdzieQto prędkość powietrza lub jego natężenie przepływu,ZAto pole przekroju poprzecznego, przez które przepływa badane powietrze, orazVto prędkość liniowa powietrza, tj. średnia prędkość, z jaką dana cząsteczka powietrza porusza się w strumieniu.
Jeżeli struktura, przez którą przepływa powietrze, jest na przykład rurą cylindryczną, pole, przez które przepływa powietrze, jest kołowe i określone wzorem na pole koła:
A=\pi r^2
gdzierto promień cylindra.
Obliczanie przepływu powietrza na podstawie różnicy ciśnień
Jeśli potrzebujesz, możesz obliczyć prędkość na podstawie ciśnienia w tych problemach, jeśli masz wystarczającą ilość informacji. Różnice ciśnień między lokalizacjami są jednym ze środków, dzięki którym powietrze jest zmuszane do przemieszczania się z miejsca na miejsce, a im wyższe ciśnienie, tym większe natężenie przepływu powietrza.
Ciśnienie ma jednostki siły na jednostkę powierzchni, ale może być również wyrażone dla płynów jako gęstość razy grawitacja razy wysokość (ρgh) na jednostkę powierzchni, ponieważ jednostki wychodzą takie same.
Sprzęt laboratoryjny
Liniowe prędkości powietrza są klasyfikowane jako niskie (mniej niż 100 stóp na minutę) średnie (od 100 do 750) i wysokie prędkości powietrza (większe niż 750). Instrument zwany aanemometr wiatraczkowyjest przydatny przy średnich i wysokich prędkościach powietrza, natomiast aanemometr termoelektrycznywirejest dobry dla całego zakresu prędkości, ale kosztuje dużo więcej i jest trudniejszy w utrzymaniu.
ZArura dymnajest tani i prosty w obsłudze, ale jak można się domyślić, nie jest zbyt dokładny i służy przede wszystkim do zbierania najogólniejszych danych o lokalnych ruchach powietrza.