Kai oras yra daugelio molekulių derinys, jį galima vadinti ištisine terpe. Jame atskiros dalelės gali liestis viena su kita. Šis vaizdavimas leidžia žymiai supaprastinti oro tyrimo metodus. Aerodinamikoje yra toks dalykas kaip judesio grįžtamumas, kuris plačiai naudojamas vėjo tunelių eksperimentų srityje ir teoriniuose tyrimuose naudojant oro srauto sąvoką.
Svarbi aerodinamikos samprata
Pagal judėjimo grįžtamumo principą, užuot nagrinėję kūno judėjimą nejudančioje terpėje, galime svarstyti terpės eigą nejudančio kūno atžvilgiu.
Kritančio netrikdomo srauto greitis judant atbuline eiga yra lygus paties kūno greičiui ramiame ore.
Kūno, kuris juda ramiame ore, aerodinaminės jėgos bus tokios pat kaip ir nejudančiam(statinis) kūnas, veikiamas oro srauto. Ši taisyklė veikia, jei kūno greitis oro atžvilgiu yra toks pat.
Kas yra oro srautas ir kokios yra pagrindinės jo sąvokos
Yra įvairių dujų ar skysčio dalelių judėjimo tyrimo metodų. Viename iš jų tiriami racionalumai. Taikant šį metodą, reikia atsižvelgti į atskirų dalelių judėjimą tam tikru laiko momentu tam tikrame erdvės taške. Atsitiktinai judančių dalelių kryptingas judėjimas yra oro srautas (sąvoka plačiai naudojama aerodinamikos srityje).
Oro srauto judėjimas bus laikomas pastoviu, jei bet kuriame erdvės taške, kurį jis užima, jo tankis, slėgis, kryptis ir greičio dydis laikui bėgant nesikeičia. Jei šie parametrai pasikeičia, judėjimas laikomas nestabiliu.
Srautas linija apibrėžiama taip: liestinė kiekviename jos taške sutampa su greičio vektoriumi tame pačiame taške. Tokių srovių visuma sudaro elementarią čiurkšlę. Jis yra uždarytas vamzdyje. Kiekvieną atskirą lašelį galima atskirti ir pateikti kaip tekantį atskirai nuo visos oro masės.
Kai oro srautas yra padalintas į srautus, galite įsivaizduoti sudėtingą jo srautą erdvėje. Pagrindiniai judėjimo dėsniai gali būti taikomi kiekvienam atskiram purkštukui. Kalbama apie masės ir energijos išsaugojimą. Naudojant šių dėsnių lygtis, galima atlikti fizinę oro ir kieto kūno sąveikos analizę.
Judesio greitis ir tipas
Atsižvelgiant į srauto pobūdį, oro srautas yra turbulentinis ir laminarinis. Kai oro srautai juda ta pačia kryptimi ir yra lygiagrečiai vienas kitam, tai yra laminarinis srautas. Jei oro dalelių greitis didėja, tada, be transliacijos, jos pradeda turėti ir kitus greitai besikeičiančius greičius. Susidaro dalelių srautas, statmenas transliacinio judėjimo krypčiai. Tai chaotiškas – audringas srautas.
Oro srauto matavimo formulė apima slėgį, kuris nustatomas įvairiais būdais.
Nesuspaudžiamo srauto greitis nustatomas naudojant skirtumo tarp bendro ir statinio slėgio priklausomybę nuo oro masės tankio (Bernoulio lygtis): v=√2(p 0-p)/p
Ši formulė tinka srautams iki 70 m/s.
Oro tankis nustatomas pagal slėgio ir temperatūros nomogramą.
Slėgis paprastai matuojamas skysčio manometru.
Oro srauto greitis nebus pastovus per visą dujotiekio ilgį. Jei slėgis mažėja ir oro tūris didėja, tada jis nuolat didėja, o tai prisideda prie medžiagos dalelių greičio padidėjimo. Jei srauto greitis yra didesnis nei 5 m/s, gali atsirasti papildomas triukšmas prietaiso vožtuvuose, stačiakampiuose posūkiuose ir grotelėse, pro kurias jis praeina.
Energijos indikatorius
Formulė, pagal kurią nustatoma galiaoro srautas (laisvas), yra toks: N=0,5SrV³ (W). Šioje išraiškoje N – galia, r – oro tankis, S – srauto paveikto vėjo rato plotas (m²), o V – vėjo greitis (m/s).
Iš formulės matyti, kad išėjimo galia didėja proporcingai trečiajai oro srauto galiai. Taigi, kai greitis padidėja 2 kartus, galia padidėja 8 kartus. Todėl esant mažam srautui bus nedidelis energijos kiekis.
Negalima išgauti visos energijos iš srauto, kuri sukuria, pavyzdžiui, vėją. Faktas yra tas, kad pro vėjo ratą tarp menčių netrukdoma.
Oro srautas, kaip ir bet kuris judantis kūnas, turi judėjimo energiją. Jis turi tam tikrą kinetinės energijos kiekį, kuris virsdamas mechanine energija.
Veiksniai, turintys įtakos oro srautui
Didžiausias oro kiekis, kuris gali būti, priklauso nuo daugelio veiksnių. Tai yra paties įrenginio ir supančios erdvės parametrai. Pavyzdžiui, jei kalbame apie oro kondicionierių, tai didžiausias oro srautas, kurį įranga atvėsina per vieną minutę, labai priklauso nuo patalpos dydžio ir įrenginio techninių charakteristikų. Su dideliais plotais viskas kitaip. Kad jie būtų vėsinami, reikalingi intensyvesni oro srautai.
Ventiliatoriuose svarbu skersmuo, sukimosi greitis ir mentės dydis, sukimosi greitis, gamyboje naudojama medžiaga.
BGamtoje stebime tokius reiškinius kaip tornadai, taifūnai ir viesulai. Tai visi oro judėjimai, kuriuose, kaip žinoma, yra azoto, deguonies, anglies dioksido molekulių, taip pat vandens, vandenilio ir kitų dujų. Tai taip pat oro srautai, kurie paklūsta aerodinamikos dėsniams. Pavyzdžiui, kai susidaro sūkurys, girdime reaktyvinio variklio garsus.
