Cuando se considera el aire como el agregado de una gran cantidad de moléculas, se le puede llamar un medio continuo. En él, las partículas individuales pueden entrar en contacto entre sí. Tal idea puede simplificar significativamente los métodos de investigación aérea. En aerodinámica, existe la reversibilidad del movimiento, que se usa ampliamente en el campo de los experimentos para túneles de viento y en estudios teóricos que utilizan el concepto de flujo de aire.
El importante concepto de aerodinámica.
De acuerdo con el principio de reversibilidad del movimiento, en lugar de considerar el movimiento de un cuerpo en un medio inmóvil, podemos considerar el curso del medio con respecto al cuerpo inmóvil.
La velocidad del flujo no perturbado del incidente en movimiento inverso es igual a la velocidad del cuerpo en el aire quieto.
Para un cuerpo que se mueve en aire quieto, las fuerzas aerodinámicas serán las mismas que para un cuerpo inmóvil (estático) sujeto al flujo de aire. Esta regla funciona bajo la condición de que la velocidad del cuerpo en relación con el aire sea la misma.
¿Qué es el flujo de aire y qué conceptos básicos lo definen?
Existen varios métodos para estudiar el movimiento de partículas de gas o líquido. En uno de ellos, se estudian las líneas de corriente. Con este método, el movimiento de partículas individuales debe considerarse en un momento dado en el tiempo en un determinado punto en el espacio. El movimiento direccional de las partículas que se mueven al azar es el flujo de aire (un concepto ampliamente utilizado en aerodinámica).
El movimiento del flujo de aire se considerará constante si, en cualquier punto del espacio ocupado por él, la densidad, la presión, la dirección y la magnitud de su velocidad permanecen sin cambios con el tiempo. Si estos parámetros cambian, entonces el movimiento se considera inestable.
La línea de corriente se define de la siguiente manera: la tangente en cada punto coincide con el vector de velocidad en el mismo punto. La totalidad de tales líneas de corriente forma una corriente elemental. Ella está encerrada en un cierto tubo. Cada goteo individual se puede distinguir y presentar de forma aislada a partir de la masa de aire total.
Cuando el flujo de aire se divide en goteos, es posible visualizar su flujo complejo en el espacio. Las leyes básicas del movimiento se pueden aplicar a cada chorro individual. Se trata de ahorrar masa y energía. Usando las ecuaciones para estas leyes, se puede realizar un análisis físico de las interacciones del aire y un sólido.
Velocidad y tipo de movimiento.
En cuanto a la naturaleza del flujo, el flujo de aire es turbulento y laminar. Cuando las corrientes de aire se mueven en una dirección y son paralelas entre sí, este es un flujo laminar. Si aumenta la velocidad de las partículas de aire, comienzan a poseer, además de la traslación, otras velocidades que cambian rápidamente. Se forma una corriente de partículas perpendiculares a la dirección del movimiento de traslación. Este es un flujo turbulento errático.
La fórmula utilizada para medir la velocidad del aire incluye la presión determinada de varias maneras.
El caudal incompresible se determina utilizando la dependencia de la diferencia entre la presión total y estadística con respecto a la densidad de masa de aire (ecuación de Bernoulli): v = √2 (p 0 -p) / p
Esta fórmula funciona para flujos con una velocidad de no más de 70 m / s.
La densidad del aire está determinada por el nomograma de presión y temperatura.
La presión generalmente está determinada por un medidor de presión de líquido.
El caudal de aire no será constante a lo largo de la tubería. Si la presión disminuye y el volumen de aire aumenta, entonces aumenta constantemente, lo que contribuye a un aumento en la velocidad de las partículas del material. Si la velocidad del flujo es superior a 5 m / s, puede aparecer ruido adicional en las válvulas, giros rectangulares y rejillas del dispositivo a través del cual pasa.
Indicador de energía
La fórmula por la cual se determina la potencia del flujo de aire (libre) es la siguiente: N = 0.5SrV³ (W). En esta expresión, N es potencia, r es densidad de aire, S es el área de la rueda del viento bajo la influencia del flujo (m²) y V es la velocidad del viento (m / s).
De la fórmula se puede ver que la potencia de salida aumenta en proporción a la tercera potencia del caudal de aire. Entonces, cuando la velocidad aumenta 2 veces, la potencia aumenta 8 veces. Por lo tanto, a caudales bajos habrá una pequeña cantidad de energía.
Toda la energía de la corriente, que se crea, por ejemplo, por el viento, no se puede extraer. El hecho es que pasar a través de una rueda de viento entre las palas ocurre sin obstáculos.
El flujo de aire tiene la energía del movimiento como cualquier cuerpo en movimiento. Tiene un cierto suministro de energía cinética, que, a medida que se convierte, pasa a energía mecánica.
