Изучение реальной атмосферы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Цель работы. Определить изменение давления с изменением высоты,

сравнив их с изменениями в однородной, изотермической

и политропной атмосфере.

1. Общие сведения.

Формула Лапласа, являющаяся полной барометрической формулой для реальной атмосферы, применяется для расчета давления на различных высотах или высотах по измеренному давлению с погрешностью не более 0,1%. Она имеет вид

,

где j - широта места;

z_ср – средняя высота слоя, лежащего между уровнями z₁и z₂;

t_ср - средняя температура этого слоя;

а=2,64×10^-3;

b=3,14×10^-7м^-1;

a=3,66×10^-3,^°С^-1;

b=0,378.

При практических расчетах давления и высоты с погрешностью до 1% используется сокращенная формула Лапласа, имеющая вид

, (11)

где P₁ и P₂– давление на уровнях z₁ и z₂ соответственно;

R_c =287,05 Дж/(кгЧК) – удельная газовая постоянная сухого воздуха;

e =2,71828 – основание натуральных логарифмов.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Найти давления на высотах 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 и 8000 м при условиях у земной поверхности, заданных в Приложении 1. Распределение изменения температуры по высоте взять из Приложения 3.

2.2. Построить графики изменения давления по высоте и сравнить их с результатами, полученными в лабораторных работах №1, 2, 3.

2.3. Вычислить погрешность определения атмосферного давления в однородной, изотермической и политропной атмосфере по отношению к реальной.

2.4. Построить графики изменения давления для перечисленных задач.

2.5. Пример вычисления.

В реальной атмосфере изменение давления с высотой с погрешностью до 1 % определяется по формуле (11).

При z₁=0,0 м, Р₁=1013,3 гПа, е=2,718, g =9,80665 м/с²

R_c =287,05 Дж/(кгЧК), Т=273,15 °К.

При z₂=4000 м, Т₁=273,15 °К,

Т₂=273,15-0,0065×4000=373,15-26,0=247,15

Т_ср=

е^0,525=0,525× е=0,525×0,435=0,228,

е^0,525=1,69,

Р₂=593 гПа.

При z₂=8000 м,

Т₂=273,15-0,0065×8000=373,15-52,97=221,15,

е^1,1=1,1× е=1,1×0,435=0,478,

е^1,1=3,01,

Р₂=332 гПа.

Дата добавления: 2015-06-30