Агаарыг олон тооны молекулуудын нэгдэл гэж үзвэл түүнийг тасралтгүй орчин гэж нэрлэж болно. Үүний дотор бие даасан хэсгүүд бие биетэйгээ харьцах боломжтой. Энэхүү дүрслэл нь агаарыг судлах аргыг ихээхэн хялбарчлах боломжийг олгодог. Аэродинамикт хөдөлгөөнийг эргүүлэх чадвар гэж байдаг бөгөөд энэ нь салхины хонгилын туршилтын талбар болон агаарын урсгалын тухай ойлголтыг онолын судалгаанд өргөн хэрэглэгддэг.
Аэродинамикийн чухал ойлголт
Хөдөлгөөний эргэлт буцах зарчмын дагуу хөдөлгөөнгүй орчинд байгаа биеийн хөдөлгөөнийг авч үзэхийн оронд тухайн орчны урсгалыг хөдөлгөөнгүй биетэй холбон авч үзэж болно.
Урвуу хөдөлгөөнд үүссэн саадгүй урсгалын хурд нь хөдөлгөөнгүй агаар дахь биеийн хурдтай тэнцүү байна.
Тогтворгүй агаарт хөдөлж буй биеийн аэродинамик хүч нь хөдөлгөөнгүй биеийнхтэй ижил байна(статик) бие нь агаарын урсгалд өртдөг. Энэ дүрэм нь биеийн агаартай харьцах хурд ижил байх тохиолдолд ажиллана.
Агаарын урсгал гэж юу вэ, түүний үндсэн ойлголтууд юу вэ
Хий болон шингэний хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг судлах янз бүрийн аргууд байдаг. Тэдгээрийн аль нэгэнд чиг хандлагыг судалж үздэг. Энэ аргын тусламжтайгаар бие даасан бөөмсийн хөдөлгөөнийг тухайн цаг хугацааны тодорхой цэгт орон зайн тодорхой цэгт авч үзэх ёстой. Санамсаргүй хөдөлж буй бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн нь агаарын урсгал юм (аэродинамикт өргөн хэрэглэгддэг ойлголт).
Агаарын урсгалын хөдөлгөөнийг тухайн орон зайн аль ч цэгт нягт, даралт, чиглэл, хурдны хэмжээ нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал тогтвортой гэж үзнэ. Хэрэв эдгээр үзүүлэлтүүд өөрчлөгдвөл хөдөлгөөнийг тогтворгүй гэж үзнэ.
Шинэ шугамыг дараах байдлаар тодорхойлно: түүнд хүрэх цэг бүрийн шүргэгч нь тухайн цэг дээрх хурдны вектортой давхцаж байна. Ийм урсгалын нийлбэр нь энгийн тийрэлтэт онгоцыг бүрдүүлдэг. Энэ нь хоолойд хаалттай байна. Тусдаа дусалт бүрийг тусгаарлаж, нийт агаарын массаас тусад нь урсаж байгаа байдлаар үзүүлж болно.
Агаарын урсгалыг урсгалд хуваах үед түүний нарийн төвөгтэй урсгалыг сансар огторгуйд төсөөлж болно. Хөдөлгөөний үндсэн хуулиудыг тийрэлтэт онгоц бүрт хэрэглэж болно. Энэ нь масс ба энергийг хадгалах тухай юм. Эдгээр хуулиудын тэгшитгэлийг ашиглан агаар ба хатуу биетийн харилцан үйлчлэлийн физик шинжилгээг хийж болно.
Хөдөлгөөний хурд ба төрөл
Урсгалын шинж чанарын тухайд агаарын урсгал нь турбулент ба ламинар хэлбэртэй байдаг. Агаарын урсгалууд нэг чиглэлд хөдөлж, бие биентэйгээ параллель байвал энэ нь ламинар урсгал юм. Хэрэв агаарын хэсгүүдийн хурд нэмэгдвэл тэдгээр нь орчуулгаас гадна бусад хурдацтай өөрчлөгддөг хурдтай болж эхэлдэг. Хөрвүүлэх хөдөлгөөний чиглэлд перпендикуляр хэсгүүдийн урсгал үүсдэг. Энэ бол эмх замбараагүй урсгал юм.
Агаарын урсгалыг хэмжих томьёо нь олон янзаар тодорхойлогддог даралтыг агуулдаг.
Шахагдахгүй урсгалын хурдыг агаарын массын нягтаас хамаарсан нийт ба статик даралтын зөрүүгийн хамаарлыг ашиглан тодорхойлно (Бернулли тэгшитгэл): v=√2(p 0-p)/p
Энэ томьёо нь 70 м/с хүртэлх урсгалд тохирно.
Агаарын нягтыг даралт ба температурын номограммаар тодорхойлно.
Даралтыг ихэвчлэн шингэн манометрээр хэмждэг.
Дамжуулах хоолойн уртын дагуу агаарын урсгалын хурд тогтмол биш байх болно. Хэрэв даралт буурч, агаарын хэмжээ нэмэгдэх юм бол энэ нь байнга нэмэгдэж, материалын хэсгүүдийн хурдыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Хэрэв урсгалын хурд 5 м/с-ээс их байвал түүний дамжин өнгөрч буй төхөөрөмжийн хавхлаг, тэгш өнцөгт гулзайлт, сараалжуудад нэмэлт чимээ гарч болзошгүй.
Эрчим хүчний үзүүлэлт
Чадлыг тодорхойлох томъёоагаарын урсгал (чөлөөт), дараах байдалтай байна: N=0.5SrV³ (W). Энэ илэрхийлэлд N нь хүч, r нь агаарын нягт, S нь урсгалд нөлөөлж буй салхины дугуйны талбай (м²), V нь салхины хурд (м/с) юм.
Томъёосоос харахад гаралтын чадал нь агаарын урсгалын хурдны гуравдахь хүчин чадалтай пропорциональ хэмжээгээр нэмэгдэж байгааг харж болно. Тиймээс хурд 2 дахин нэмэгдэхэд хүч 8 дахин нэмэгддэг. Тиймээс бага урсгалтай үед бага хэмжээний энерги байх болно.
Урсгалын бүх энергийг, тухайлбал, салхи үүсгэдэг, гаргаж авах боломжгүй. Баримт нь ирний хооронд салхины дугуйгаар дамжин өнгөрөхөд саадгүй байдаг.
Агаарын урсгал нь аливаа хөдөлж буй биеийн нэгэн адил хөдөлгөөний энергитэй байдаг. Энэ нь тодорхой хэмжээний кинетик энергитэй бөгөөд хувирах явцдаа механик энерги болж хувирдаг.
Агаарын урсгалын эзлэхүүнд нөлөөлөх хүчин зүйлс
Агаарын хамгийн их хэмжээ нь олон хүчин зүйлээс хамаарна. Эдгээр нь төхөөрөмжийн өөрөө болон хүрээлэн буй орон зайн параметрүүд юм. Жишээлбэл, хэрэв бид агааржуулагчийн тухай ярьж байгаа бол нэг минутын дотор төхөөрөмжөөр хөргөх агаарын хамгийн их урсгал нь өрөөний хэмжээ, төхөөрөмжийн техникийн шинж чанараас ихээхэн хамаарна. Том талбайтай бол бүх зүйл өөр байдаг. Тэднийг хөргөхийн тулд илүү эрчимтэй агаарын урсгал шаардлагатай.
Сэнсүүдэд диаметр, эргэлтийн хурд болон ирний хэмжээ, эргэлтийн хурд, үйлдвэрлэхэд ашигласан материал чухал байдаг.
ББайгаль дээр бид хар салхи, хар салхи, хар салхи гэх мэт үзэгдлүүдийг ажигладаг. Эдгээр нь азот, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекулууд, түүнчлэн ус, устөрөгч болон бусад хий агуулсан агаарын бүх хөдөлгөөн юм. Эдгээр нь мөн аэродинамикийн хуулиудад захирагддаг агаарын урсгал юм. Жишээлбэл, эргүүлэг үүсэх үед бид тийрэлтэт хөдөлгүүрийн дууг сонсдог.
