Строение атмосферы Земли, ее основные физические параметры

1.2.2.1 Атмосфера Земли – это воздушная оболочка вокруг земного шара. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Верхней границей считается высота 2-3 тыс.км, где массовая плотность воздуха в 16*10¹⁷ раз меньше чем возле поверхности Земли (ρ₀=1,225 кг/м³).

Воздух который создает атмосферу, представляет собой смесь газов. У земли воз-дух содержит следующий состав газов:

-78% - азот;

-21% - кислород;

-0,93% - аргон;

-0,03% - углекислый газ.

Состояние и физические свойства воздуха характеризуются:

-давлением;

-плотностью;

-температурой;

-влажностью;

-скоростью звука.

1.2.2.2 Строение атмосферыЗемли

Атмосфера имеет слоистую структуру(рис. 1.2.4).

Условно атмосфера разделяется на 4-е основных слоя, которые различаются по сос-таву воздуха, закону изменения температуры и давления:

Рис 1.2.4 Схема атмосферы Земли

Рис.1.2.5 Принципиальная схема строения атмосферы Земли

1 Тропосфера – это слой атмосферы, прилегающий к поверхности Земли. Высота слоя над полюсами 8 км., а над экватором - 18 км, средняя высота считается равной 11км. В тропосфере сосредоточено 80% всей массы атмосферы. Температура воздуха в этом слое снижается на 6,5° на каждый километр. В тропосфере наблюдается метеорологичес-кие явления: облачность и осадки. Переходной слой между тропосферой и стратосферой называется – тропопаузой.

2 Стратосфера - это слой атмосферы, расположеный над тропопаузой и распрост-раняется до высоты 40км. Температура до H=25км постоянная и равняется -56,5°С, а дальше повышается с каждым километром на 1-2° С. Переходной слой между стратосфе-рой и мезосферой называется стратопаузой.

3 Мезосфера - это слой атмосферы расположеный над стратопаузой и распространя-ется до H=80км. В мезосфере температура снижается до -88°С и дальше остается посто-янной до H=185км. В мезосфере формируются ветры, скорость которых достигает нес-кольких сотен км/час. Между мезосферой и термосферой имеется переходной слой, кото-рый называется мезопаузой.

4 Термосфера -это слой атмосферы,расположеный на высотах от 80км до 800км и характеризуется повышением температуры. Так на H=600км температура достигает 1500-2000°С. Вследствие низкой плотности воздуха высокая температура не вызывает нагрева-ния обтекаемых тел.

Термосфера условно разделяется на:

- ионосферу;

- экзосферу.

В ионосфере отражаются радиоволны, что обеспечивает возможность удлинить ра-диосвязь, в ней формируются полярное сияние. Воздух из-за больших температур ионизу-ется и становиться электропроводным. Поэтому кроме аэродинамичеаского воздействия необходимо учитывать и электромагнитные силы среды.

Экзосфера расположена на высоте выше 600км., она является сферой рассеивания частиц.Скорость движения молекул достигает 12км/с, поэтому часть молекул со временем уходит из поля тяжести земли.

Международная стандартная атмосфера (МСА) – это условная воздушная среда, состояние которой соответствует среднегодовым значением параметров воздуха для сред-них широт.

Для нормальных условий на уровне моря стандартной атмосфере соответствуют фи-зические параметры воздуха:

-Т₀ = 288⁰К(273+15⁰С)

-p₀ = 101325 Па (760мм.рт.ст.)

-ρ₀ = 1,225кг/м³

-a₀ = 340,28м/с.

Во время проектирования и создания ЛА все расчеты осуществляются для условий стандартной атмосферы. Результат испытаний пересчитываются из истинных атмосфер-ных условий к стандартным условиям. Это дает возможность сравнивать различные ЛА по их летным характеристикам.

ЛЕКЦИЯ 1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖИДКОСТИ И ГАЗЕ.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ ЖИДКОСТИ И ГАЗА

План:

Дата добавления: 2013-12-12