Dinamikus nyomás
A folyadék mechanika a dinamikus nyomás olyan intézkedés a kinetikus energia egy folyadék egységnyi térfogatra. Alapvető szerepet játszik az energia megőrzésében, és referenciaként szolgál az aerodinamikai együtthatók meghatározásához .
Meghatározás
A dinamikus nyomás a mozgási energia térfogategységre vonatkoztatva egy folyadékban:
Pdynem{\ displaystyle P_ {dyn}} Evs.{\ displaystyle E_ {c}}
Evs.=12mv2=12(ρVol)v2{\ displaystyle E_ {c} = {\ frac {1} {2}} \, mv ^ {2} = {\ frac {1} {2}} \, (\ rho V_ {ol}) v ^ {2 }}hol van a folyadék sűrűsége, térfogata és sebessége. A térfogategységre eső kinetikus energia tehát az alábbiakkal osztva :
ρ{\ displaystyle \ rho}Vol{\ displaystyle V_ {ol}}v{\ displaystyle v}Vol{\ displaystyle V_ {ol}}
Pdynem=12ρv2{\ displaystyle P_ {dyn} = {\ frac {1} {2}} \, \ rho v ^ {2}}A dinamikus nyomásnak megvan a nyomásának dimenziója, ezért annak neve.
Abban az esetben, egy ideális gáz meg van írva :
Pdynem=12γoM2{\ displaystyle P_ {dyn} = {\ frac {1} {2}} \, \ gamma \, p \, M ^ {2}}hol van a nyomás, γ az adiabatikus index és a Mach-szám .
o{\ displaystyle p}M{\ displaystyle M}
Pdynem{\ displaystyle P_ {dyn}}arányos a statikus nyomással egy adott Mach számnál.
használat
A dinamikus nyomásnak nagy szerepe van az energia megtakarításában egy áramvonal mentén, amelyhez:
ρh+q+ρgz=VSste{\ displaystyle \ rho h + q + \ rho gz = C ^ {ste}}h a térfogati entalpia , g a gravitációs tér intenzitása és z a magasság.
Ez a kifejezés az izentropikus leállási nyomás (vagy a nyomást generáló) fogalmának , valamint Bernoulli tételének az alapja .
Az aerodinamikai erők és pillanatok átméretezésére is használják.
Történelmi
A fogalmat Isaac Newton közelíti meg a Principia című cikkében .
Ezt követően a testre vonóerő problémája iránt érdeklődő emberek azt feltételezték, hogy ez elnyeli a folyadék kinetikus energiáját egy S területen, amely megegyezik annak fő nyomatékával , vagy kifejtett erő:
F=PdynemS{\ displaystyle F = P_ {dyn} S}.
Kísérletek kimutatták, hogy ezt a kifejezést szorzótényezővel kell módosítani, hogy kifejezzék a test folyadékban tapasztalható ellenállását :
F=VSxPdynemS=12VSxρv2S{\ displaystyle F = C_ {x} P_ {dyn} S = {\ frac {1} {2}} \, C_ {x} \ rho v ^ {2} S}ahol C x az egység rendjének multiplikatív együtthatója.
A dinamikus nyomás használatát a nyomások vagy az aerodinamikai erők méretezéséhez az 1920-as években Ludwig Prandtl Richard Knoller ötlete alapján népszerűsítette .
Hivatkozások
-
Például a Drag esetében a C együttható (amely ekkor a testeké) a 3D testek esetében 0,04-től ~ 1,2-ig terjed, és több mint 2-ig 2D testhez.VSx{\ displaystyle C_ {x}}
-
Newton Fluid Mechanics-ját úgy tervezte, hogy a testek mozgása ritkult részecskékkel rendelkező folyadékokban történjen: „[...] ritka közegben, amely nagyon kicsi, egyenlő részecskékből áll, nyugalmi helyzetben van, és szabadon, egymástól egyenlő távolságban helyezkedik el. »( Émilie de Chastelet , a Principia francia fordítása, 354. oldal, I. kötet) (a történelem ezen pontjáról lásd:„ Isaac Newton természeti filozófiája ”, szerkesztette Jed Z. Buchwald és I. Bernard Cohen). Később fizikusok próbálták ezt az elvet alkalmazni a ritka részecskék esetében a közönséges folyadékokban. Ez az alapdepresszió nélkül számolt, amely ezekkel a "nem ritkított" folyadékokkal alakul ki.
-
Gustave Eiffel , légellenállás , H. Dunod és E. Pinat,1910( online olvasás )
-
(in) Jelentés NACA , SZABVÁNYOSÍTÁSI és áramvonalas NACA Műszaki megjegyzés No. 134 ,1923
-
Sighard F. Hoerner, Ellenállás a folyadék haladásával szemben , Gauthier-Villars ,1965
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">