När du känner den svala brisen i ansiktet på en glödande varm sommardag, mitt i din lättnad, kan det hända att du undrar hur snabbt luften rör sig, dvs vad vindhastigheten är. Det är ju hur vi beskriver luftens hastighet i vardagen. Men tänk om du vill vetabeloppluft, en enhet som du naturligtvis inte kan se, som rör sig över en viss (kanske också osynlig) gräns vid en given tidpunkt?
Luftens hastighet i denna mening är verkligen luftflöde. Tänk på skillnaden mellan att observera hur snabbt något som bobbar i en flod rör sig med strömmen ("hastigheten" för vattnet i normal mening) och mäta hur många liter flodvatten rör sig förbi den punkt där du står varje sekund ("vattenhastigheten" eller "flödeshastigheten" eller "flödet) Betygsätta").
Vad är "Air", hur som helst?
Luft är en vätska, liksom vätskor som vatten. Detta innebär att den kontinuerligt deformeras fysiskt på ett sätt som fasta ämnen inte beror på appliceringsskjuvspänningarna, vilket är tryck som tenderar att skilja de saker som de verkar på genom att få molekylerna att de i själva verket "glider" isär längs definierbara gränser.
Luft vid ytan om jorden mest består av kvävgas (över tre fjärdedelar av atmosfären är gjord av detta element) och syrgas (cirka 20 procent), med mindre mängder koldioxid, metan, vattenånga och andra spår komponenter.
Varför flytta luft?
Beräkning av flödeshastighet (hastighet) för naturligt rörlig luft kan vara av lite intresse jämfört med enkel vindhastighet. Men när det gäller konstgjorda maskiner som ventilatorer är det viktigt att veta hur mycket luft som transporteras aktivt från en sektor till en annan per tidsenhet.
Ventilatorer krävs i en mängd yrkesmässiga och industriella miljöer, såsom i tillverkningsanläggningar där kemikalier som behövs för att skapa den slutliga produkten är giftiga för mänskliga system, särskilt andningsorganen systemet.
Lufthastighet definierad
Mängden luft som flyttas per tidsenhet representeras av ekvationen:
Q = AV
varFär luftens hastighet eller dess flödeshastighet,Aär det tvärsnittsområde som luften som studeras strömmar över, ochVär luftens linjära hastighet, dvs medelhastigheten vid vilken en given luftmolekyl rör sig längs strömmen.
Om strukturen genom vilken luft strömmar är till exempel ett cylindriskt rör, är området över vilket luft rör sig cirkulärt och ges av formeln för en cirkel:
A = \ pi r ^ 2
varrär cylinderns radie.
Luftflödesberäkning från differenstryck
Om du behöver kan du beräkna hastigheten från trycket i dessa problem om du får tillräckligt med information. Tryckdifferenser mellan platser är ett sätt genom vilket luft tvingas att flytta från plats till plats, och ju högre tryck desto högre luftflöde.
Trycket har kraftenheter per ytenhet men kan också uttryckas för vätskor som densitet gånger tyngdkraft gånger höjd (ρgh) per enhet yta, eftersom enheterna kommer ut samma.
Laboratorieutrustning
Linjära lufthastigheter klassificeras i lågt (mindre än 100 fot per minut) medium (mellan 100 och 750) och hög lufthastighet (större än 750). Ett instrument som kallas avingmätareär användbart för medelhöga och höga lufthastigheter, medan avarm tråd anemometerär bra för hela hastighetsområdet, men kostar mycket mer och är svårare att underhålla.
Arökrörär billigt och enkelt att använda, men som du kanske gissar är det inte särskilt exakt och används främst för att samla in de mest allmänna data lokala luftrörelser.