Når man betragter luft som en kombination af et stort antal molekyler, kan det kaldes et kontinuerligt medium. I den kan individuelle partikler komme i kontakt med hinanden. Denne repræsentation gør det muligt væsentligt at forenkle metoderne til at studere luft. Inden for aerodynamik er der sådan noget som reversibilitet af bevægelse, som er meget udbredt inden for eksperimenter til vindtunneller og i teoretiske undersøgelser ved hjælp af begrebet luftstrøm.
Vigtigt koncept for aerodynamik
I henhold til princippet om reversibilitet af bevægelse kan vi i stedet for at betragte en krops bevægelse i et stationært medium betragte mediets forløb i forhold til en ubevægelig krop.
Hastigheden af det indfaldende uforstyrrede flow i omvendt bevægelse er lig med selve kroppens hastighed i stille luft.
For en krop, der bevæger sig i stille luft, vil de aerodynamiske kræfter være de samme som for en stationær.(statisk) krop udsat for luftstrøm. Denne regel virker forudsat, at kroppens hastighed i forhold til luften er den samme.
Hvad er luftstrøm, og hvad er de grundlæggende begreber i det
Der er forskellige metoder til at studere bevægelsen af gas- eller væskepartikler. I en af dem undersøges strømlinjer. Med denne metode skal individuelle partiklers bevægelse betragtes på et givet tidspunkt på et bestemt tidspunkt i rummet. Den rettede bevægelse af partikler, der bevæger sig tilfældigt, er en luftstrøm (et begreb, der er meget udbredt inden for aerodynamik).
Bevægelsen af luftstrømmen vil blive betragtet som konstant, hvis tætheden, trykket, retningen og størrelsen af dens hastighed på et hvilket som helst tidspunkt i den plads, den optager, forbliver uændret over tid. Hvis disse parametre ændres, betragtes bevægelsen som ustabil.
Strømlinjen er defineret som følger: tangenten i hvert punkt til den falder sammen med hastighedsvektoren i samme punkt. Helheden af sådanne strømlinjer danner en elementær jet. Den er indesluttet i et rør. Hver enkelt trickle kan isoleres og præsenteres som strømmer isoleret fra den samlede luftmasse.
Når luftstrømmen er opdelt i strømme, kan du visualisere dens komplekse strømning i rummet. De grundlæggende love for bevægelse kan anvendes på hver enkelt jet. Det handler om bevarelse af masse og energi. Ved at bruge ligningerne for disse love kan man udføre en fysisk analyse af vekselvirkningerne mellem luft og et fast legeme.
Hastighed og type bevægelse
Med hensyn til strømmens art er luftstrømmen turbulent og laminær. Når luftstrømmene bevæger sig i samme retning og er parallelle med hinanden, er dette en laminær strømning. Hvis hastigheden af luftpartikler stiger, så begynder de at have, ud over translationelle, andre hurtigt skiftende hastigheder. En strøm af partikler vinkelret på den translationelle bevægelsesretning dannes. Dette er det kaotiske - turbulente flow.
Formlen til måling af luftstrøm inkluderer tryk, som bestemmes på mange måder.
Hastigheden af en inkompressibel strømning bestemmes ved hjælp af afhængigheden af forskellen mellem det totale og statiske tryk i forhold til massefylden af luftmassen (Bernoulli-ligning): v=√2(p 0-p)/p
Denne formel fungerer for strømme op til 70 m/s.
Luftens tæthed bestemmes af nomogrammet for tryk og temperatur.
Tryk måles norm alt med et væskemanometer.
Luftstrømshastigheden vil ikke være konstant langs rørledningens længde. Hvis trykket falder, og luftvolumenet stiger, så stiger det konstant, hvilket bidrager til en stigning i hastigheden af materialets partikler. Hvis strømningshastigheden er større end 5 m/s, kan der forekomme yderligere støj i ventilerne, rektangulære bøjninger og gitre på den enhed, som den passerer igennem.
Energiindikator
Formlen, hvormed potens bestemmesluftstrøm (fri), er som følger: N=0,5SrV³ (W). I dette udtryk er N kraften, r er lufttætheden, S er arealet af vindhjulet, der påvirkes af strømmen (m²), og V er vindhastigheden (m/s).
Fra formlen kan det ses, at udgangseffekten stiger i forhold til tredje potens af luftstrømningshastigheden. Så når hastigheden øges med 2 gange, øges effekten med 8 gange. Derfor vil der ved lave strømningshastigheder være en lille mængde energi.
Al energien fra strømmen, som skaber for eksempel vinden, kan ikke udvindes. Faktum er, at passagen gennem vindhjulet mellem vingerne er uhindret.
Luftstrømmen, som enhver bevægende krop, har bevægelsesenergi. Den har en vis mængde kinetisk energi, som, efterhånden som den transformeres, bliver til mekanisk energi.
Faktorer, der påvirker luftstrømsvolumen
Den maksimale mængde luft, der kan være, afhænger af mange faktorer. Disse er parametrene for selve enheden og det omgivende rum. For eksempel, hvis vi taler om et klimaanlæg, afhænger den maksimale luftstrøm afkølet af udstyr på et minut væsentligt af rummets størrelse og enhedens tekniske egenskaber. Med store arealer er alt anderledes. For at de kan afkøles, er der brug for mere intensive luftstrømme.
I blæsere er diameteren, rotationshastigheden og vingestørrelsen, rotationshastigheden og det materiale, der anvendes til fremstillingen, vigtigt.
BI naturen observerer vi sådanne fænomener som tornadoer, tyfoner og tornadoer. Disse er alle bevægelser af luft, som er kendt for at indeholde nitrogen, oxygen, kuldioxidmolekyler samt vand, brint og andre gasser. Disse er også luftstrømme, der adlyder aerodynamikkens love. Når der for eksempel dannes en hvirvel, hører vi lyden af en jetmotor.
