Ketika mempertimbangkan udara sebagai agregat dari sejumlah besar molekul, ia dapat disebut media kontinu. Di dalamnya, partikel individu dapat bersentuhan satu sama lain. Gagasan semacam itu secara signifikan dapat menyederhanakan metode penelitian udara. Dalam aerodinamika, ada yang namanya reversibilitas gerak, yang banyak digunakan di bidang eksperimen untuk terowongan angin dan dalam studi teoretis menggunakan konsep aliran udara.
Konsep penting aerodinamika
Menurut prinsip reversibilitas gerak, alih-alih mempertimbangkan pergerakan benda dalam medium stasioner, seseorang dapat mempertimbangkan arah medium sehubungan dengan benda stasioner.
Kecepatan insiden aliran tak terganggu dalam gerakan terbalik sama dengan kecepatan tubuh itu sendiri di udara diam.
Untuk benda yang bergerak di udara diam, gaya aerodinamis akan sama dengan benda yang tidak bergerak (statis) yang mengalami aliran udara. Aturan ini bekerja di bawah kondisi bahwa kecepatan tubuh dalam kaitannya dengan udara akan sama.
Apa aliran udara dan konsep dasar apa yang mendefinisikannya
Ada berbagai metode untuk mempelajari gerakan partikel gas atau cairan. Di salah satu dari mereka, aliran dipelajari. Dengan metode ini, gerakan partikel individu harus dipertimbangkan pada waktu tertentu pada titik tertentu dalam ruang. Gerakan terarah partikel yang bergerak secara acak adalah aliran udara (konsep yang banyak digunakan dalam aerodinamika).
Pergerakan aliran udara akan dianggap stabil jika, pada titik mana pun di ruang yang ditempati olehnya, kepadatan, tekanan, arah dan besarnya kecepatannya tetap tidak berubah dari waktu ke waktu. Jika parameter ini berubah, maka gerakan dianggap tidak stabil.
Streamline didefinisikan sebagai berikut: garis singgung pada setiap titik untuk itu bertepatan dengan vektor kecepatan pada titik yang sama. Totalitas aliran semacam itu membentuk aliran elementer. Dia tertutup dalam tabung tertentu. Setiap tetesan individu dapat dibedakan dan disajikan dalam isolasi yang mengalir dari massa udara total.
Ketika aliran udara dibagi menjadi tetesan, dimungkinkan untuk memvisualisasikan aliran kompleksnya di ruang angkasa. Hukum gerak dasar dapat diterapkan pada setiap jet individu. Ini tentang menghemat massa dan energi. Menggunakan persamaan untuk hukum-hukum ini, analisis fisik dari interaksi udara dan benda padat dapat dilakukan.
Kecepatan dan jenis gerakan
Mengenai sifat aliran, aliran udara turbulen dan laminar. Ketika aliran udara bergerak dalam satu arah dan sejajar satu sama lain, ini adalah aliran laminar. Jika kecepatan partikel udara meningkat, maka mereka mulai memiliki, selain kecepatan translasi, lainnya yang berubah dengan cepat. Aliran partikel tegak lurus dengan arah gerakan translasi terbentuk. Ini adalah aliran turbulen yang tidak menentu.
Formula yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara mencakup tekanan yang ditentukan dengan berbagai cara.
Laju aliran yang tidak dapat dimampatkan ditentukan dengan menggunakan ketergantungan perbedaan antara tekanan total dan statistik sehubungan dengan kepadatan massa udara (persamaan Bernoulli): v = √2 (p 0 -p) / p
Formula ini berfungsi untuk aliran dengan kecepatan tidak lebih dari 70 m / s.
Kepadatan udara ditentukan oleh nomogram tekanan dan suhu.
Tekanan biasanya ditentukan oleh pengukur tekanan cair.
Laju aliran udara tidak akan konstan sepanjang pipa. Jika tekanan berkurang dan volume udara meningkat, maka itu terus meningkat, berkontribusi pada peningkatan kecepatan partikel material. Jika kecepatan aliran lebih besar dari 5 m / s, maka suara tambahan mungkin muncul di katup, putaran persegi panjang dan parutan perangkat yang dilaluinya.
Indikator energi
Rumus yang menentukan kekuatan aliran udara (bebas) adalah sebagai berikut: N = 0, 5SrV³ (W). Dalam ungkapan ini, N adalah kekuatan, r adalah densitas udara, S adalah area roda angin di bawah pengaruh aliran (m²) dan V adalah kecepatan angin (m / s).
Dapat dilihat dari formula bahwa daya output meningkat sebanding dengan kekuatan ketiga dari laju aliran udara. Jadi, ketika kecepatan meningkat 2 kali lipat, maka daya naik 8 kali lipat. Oleh karena itu, pada laju aliran rendah akan ada sejumlah kecil energi.
Semua energi dari aliran, yang diciptakan, misalnya oleh angin, tidak dapat diekstraksi. Faktanya adalah bahwa melewati roda angin antara bilah terjadi tanpa halangan.
Aliran udara memiliki energi gerak seperti halnya benda yang bergerak. Ini memiliki pasokan energi kinetik tertentu, yang, ketika dikonversi, beralih menjadi energi mekanik.
