Приведённое полное давление

Уравнение неразрывности потока

Динамика газа

Динамика газа — это раздел аэродинамики (механики газа), из­у­чающий закономерности движущихся газов (потоков газов). Будем рас­сматривать, главным образом, воздух.

На практике движение воздуха подобно движению несжимаемой жид­кости (как в гидравлике). Разница состоит лишь в физических свойствах (плотности r, вязкости n) и в использовании для газа величин давления вместо напора.

Словарь аэродинамических терминов

Аэродинамическую терминологию приведём в сопоставлении с гидрав­ли­ческой.

Аналогия напорным и безнапорным потокам жидкости существует и в газах.

Поток газа в трубопроводе, закрытом канале или воздуховоде запол­няет сечение полностью, соприкасаясь со стенками, поэтому он аналогичен напорному. Такие потоки, например, наблюдаются в системах вентиляции.

Аналогию с безнапорными потоками можно проследить в так назы­ваемых свободных струях. Например, в струях тёплого воздуха — воздуш­ных завесах, устраиваемых зимой при входе в общественные здания.

В аэродинамике определения площади живого сечения w, м2, расходапотока Q, м3/с, скорости потока v, м/с, можно исполь­зовать гидравлические (см. гидродинамику, с. 13), заменив слово «жидкость» на «газ». Величины скоростей в сетях вентиляции и отопления зданий обычно лежат в пределах 0,5—1,5 м/с.

Для трубопроводов, каналов и воздуховодов круглого сечения расчёт­ным геометрическим параметром является внутренний диаметр d. Если се­чение некруглое, то его приводят к условно круглому с эквивалентным диаметром d_э по формуле

d_э = 4 w / c,

где c — полный периметр сечения (как для напорной трубы).

Например, для воздуховода прямоугольного сечения со сторонами a и b эквивалентный диаметр находится так:

d_э = 4 w / c = 2 ab / (a + b).

Уравнение неразрывности потока газа, отражающее физиче­ский закон сохранения массы, выглядит так:

v ₁w₁ = v ₂w₂,

то есть точно так же, что и для жидкости (см. с. 14), и с тем же следствием: при уменьшении площади живого сечения скорость потока увеличивается, и наоборот.

В любой точке движущегося газа действует полное давление

p_п = p_ст + p_д ,

где p_ст — статическое давление (см. с. 35);

p_д = r v ² /2 — динамическое давление, отражающее кинети­ческую энергию потока газа.

Однако величина полного давления p_п не охватывает полную энергию точки движущегося газа, так как в ней не содержится давление по­ложе­ния точки rgz. Поэтому в качестве энергетической характери­сти­ки любой точки потока газа введём понятие приведённого полного давления (рис. 26):

p_пр.п = rgz + p_ст + r v ² / 2.

Первые два члена rgz + p_ст представляют собой потенциальную часть энер­гии, а последний r v ² / 2 — кинетическую.

Дата добавления: 2014-10-17