Çfarë është fluksi i ajrit dhe cilat janë konceptet bazë që lidhen me të

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-02-12 12:40

Kur e konsiderojmë ajrin si një kombinim i një numri të madh molekulash, ai mund të quhet një mjedis i vazhdueshëm. Në të, grimcat individuale mund të vijnë në kontakt me njëra-tjetrën. Ky përfaqësim bën të mundur thjeshtimin e ndjeshëm të metodave të studimit të ajrit. Në aerodinamikë, ekziston një gjë e tillë si kthyeshmëria e lëvizjes, e cila përdoret gjerësisht në fushën e eksperimenteve për tunelet e erës dhe në studimet teorike duke përdorur konceptin e rrjedhës së ajrit.

Koncept i rëndësishëm i aerodinamikës

Sipas parimit të kthyeshmërisë së lëvizjes, në vend që të shqyrtojmë lëvizjen e një trupi në një mjedis të palëvizshëm, mund të marrim parasysh rrjedhën e mediumit në raport me një trup të palëvizshëm.

Shpejtësia e rrjedhës së incidentit të patrazuar në lëvizje të kundërt është e barabartë me shpejtësinë e vetë trupit në ajër të qetë.

Për një trup që lëviz në ajër të qetë, forcat aerodinamike do të jenë të njëjta si për një trup të palëvizshëmtrup (statik) që i nënshtrohet rrjedhës së ajrit. Ky rregull funksionon me kusht që shpejtësia e trupit në raport me ajrin të jetë e njëjtë.

Çfarë është fluksi i ajrit dhe cilat janë konceptet bazë të tij

Ekzistojnë metoda të ndryshme për të studiuar lëvizjen e grimcave të gazit ose të lëngshme. Në njërën prej tyre, hetohen linjat rrjedhëse. Me këtë metodë, lëvizja e grimcave individuale duhet të merret parasysh në një moment të caktuar në kohë në një pikë të caktuar në hapësirë. Lëvizja e drejtuar e grimcave që lëvizin rastësisht është një rrjedhë ajri (një koncept i përdorur gjerësisht në aerodinamikë).

Lëvizja e rrjedhës së ajrit do të konsiderohet e qëndrueshme nëse në çdo pikë të hapësirës që zë, dendësia, presioni, drejtimi dhe madhësia e shpejtësisë së tij mbeten të pandryshuara me kalimin e kohës. Nëse këta parametra ndryshojnë, atëherë lëvizja konsiderohet e paqëndrueshme.

Rrezikshmëria përcaktohet si më poshtë: tangjentja në çdo pikë në të përkon me vektorin e shpejtësisë në të njëjtën pikë. Tërësia e linjave të tilla rrjedhëse formon një avion elementar. Është i mbyllur në një tub. Çdo rrjedhje individuale mund të izolohet dhe paraqitet si rrjedhëse e izoluar nga masa totale e ajrit.

Kur rryma e ajrit ndahet në rrjedha, ju mund të vizualizoni rrjedhën e tij komplekse në hapësirë. Ligjet bazë të lëvizjes mund të zbatohen për çdo avion individual. Bëhet fjalë për ruajtjen e masës dhe energjisë. Duke përdorur ekuacionet për këto ligje, mund të bëhet një analizë fizike e ndërveprimeve të ajrit dhe një trupi të ngurtë.

Shpejtësia dhe lloji i lëvizjes

Për sa i përket natyrës së rrjedhës, fluksi i ajrit është i turbullt dhe laminar. Kur rrymat e ajrit lëvizin në të njëjtin drejtim dhe janë paralel me njëra-tjetrën, kjo është një rrjedhje laminare. Nëse shpejtësia e grimcave të ajrit rritet, atëherë ato fillojnë të kenë, përveç përkthimit, shpejtësi të tjera që ndryshojnë me shpejtësi. Formohet një rrjedhë grimcash pingul me drejtimin e lëvizjes përkthimore. Kjo është rrjedha kaotike - e turbullt.

Formula për matjen e rrjedhës së ajrit përfshin presionin, i cili përcaktohet në shumë mënyra.

Shpejtësia e një rrjedhe të pakompresueshme përcaktohet duke përdorur varësinë e diferencës midis presionit total dhe atij statik në lidhje me densitetin e masës së ajrit (ekuacioni i Bernoulli): v=√2(p ₀-p)/p

Kjo formulë funksionon për prurje deri në 70 m/s.

Densiteti i ajrit përcaktohet nga nomogrami i presionit dhe temperaturës.

Presioni zakonisht matet me një manometër të lëngshëm.

Shpejtësia e rrjedhës së ajrit nuk do të jetë konstante përgjatë gjatësisë së tubacionit. Nëse presioni zvogëlohet dhe vëllimi i ajrit rritet, atëherë ai vazhdimisht rritet, duke kontribuar në një rritje të shpejtësisë së grimcave të materialit. Nëse shpejtësia e rrjedhës është më e madhe se 5 m/s, atëherë mund të ketë zhurmë shtesë në valvulat, kthesat drejtkëndore dhe grilat e pajisjes nëpër të cilat kalon.

Treguesi i energjisë

Formula me të cilën përcaktohet fuqiafluksi i ajrit (i lirë), është si vijon: N=0.5SrV³ (W). Në këtë shprehje, N është fuqia, r është dendësia e ajrit, S është zona e rrotës së erës e prekur nga rrjedha (m²) dhe V është shpejtësia e erës (m/s).

Nga formula, mund të shihet se fuqia dalëse rritet në proporcion me fuqinë e tretë të shpejtësisë së rrjedhës së ajrit. Pra, kur shpejtësia rritet me 2 herë, atëherë fuqia rritet me 8 herë. Prandaj, me shpejtësi të ulët rrjedhjeje do të ketë një sasi të vogël energjie.

E gjithë energjia nga rrjedha, e cila krijon, për shembull, erën, nuk mund të nxirret. Fakti është se kalimi përmes rrotës së erës midis teheve është i papenguar.

Rrjedha e ajrit, si çdo trup në lëvizje, ka energjinë e lëvizjes. Ajo ka një sasi të caktuar të energjisë kinetike, e cila, ndërsa transformohet, kthehet në energji mekanike.

Faktorët që ndikojnë në vëllimin e rrjedhës së ajrit

Sasia maksimale e ajrit që mund të jetë varet nga shumë faktorë. Këto janë parametrat e vetë pajisjes dhe hapësirës përreth. Për shembull, nëse po flasim për një kondicioner, atëherë fluksi maksimal i ajrit të ftohur nga pajisjet në një minutë varet ndjeshëm nga madhësia e dhomës dhe karakteristikat teknike të pajisjes. Me zona të mëdha, gjithçka është ndryshe. Që ato të ftohen, nevojiten flukse ajri më intensive.

Në tifozët, diametri, shpejtësia e rrotullimit dhe madhësia e tehut, shpejtësia e rrotullimit, materiali i përdorur në prodhimin e tij janë të rëndësishme.

BNë natyrë, ne vëzhgojmë fenomene të tilla si tornadot, tajfunet dhe tornadot. Këto janë të gjitha lëvizjet e ajrit, i cili dihet se përmban molekula të azotit, oksigjenit, dioksidit të karbonit, si dhe ujë, hidrogjen dhe gazra të tjerë. Këto janë gjithashtu rrjedha ajri që u binden ligjeve të aerodinamikës. Për shembull, kur formohet një vorbull, ne dëgjojmë tingujt e një motori reaktiv.