Dinamik basınç - Dynamic pressure

Sıkıştırılamaz akışkanlar dinamiğinde dinamik basınç ( veya Q ile gösterilir ve bazen hız basıncı olarak adlandırılır ) şu şekilde tanımlanan miktardır: ${\görüntüleme stili q}$

${\displaystyle q={\frac {1}{2}}\rho \,u^{2}}$

nerede ( SI birimleri kullanılarak):

${\görüntüleme stili q,\;}$	Dinamik basınç olarak paskal (yani kg / m ⋅ s 2 ),
${\görüntüleme stili \rho ,\;}$	akışkan kütle yoğunluğu (örn. kg/m 3 , SI birimlerinde ),
${\görüntüleme stili u,\;}$	m/s cinsinden akış hızı .

Sıvının birim hacimdeki kinetik enerjisi olarak düşünülebilir.

Sıkıştırılamaz akış için, bir akışkanın dinamik basıncı, toplam basıncı ile statik basıncı arasındaki farktır . Bernoulli yasasından dinamik basınç şu şekilde verilir:

${\displaystyle p_{0}-p_{\text{s}}={\frac {1}{2}}\rho \,u^{2}}$

nerede ve sırasıyla toplam ve statik basınçlardır. ${\görüntüleme stili p_{0}}$${\displaystyle p_{\metin{s}}}$

Fiziksel anlam

Dinamik basınç, bir sıvının birim hacmi başına kinetik enerjidir . Dinamik basınç, Bernoulli denkleminin terimlerinden biridir ve hareket halindeki bir akışkan için enerjinin korunumundan türetilebilir .

Durma noktasında dinamik basınç, durgunluk basıncı ile statik basınç arasındaki farka eşittir , bu nedenle bir akış alanındaki dinamik basınç bir durgunluk noktasında ölçülebilir.

Dinamik basıncın bir diğer önemli yönü, boyutsal analizin gösterdiği gibi, hızda hareket eden bir uçağın maruz kaldığı aerodinamik stresin (yani , aerodinamik kuvvetlere maruz kalan bir yapı içindeki stres ) hava yoğunluğu ve karesi ile orantılıdır, yani ile orantılıdır . Bu nedenle uçuş sırasındaki değişime bakarak stresin nasıl değişeceğini ve özellikle maksimum değerine ne zaman ulaşacağını belirlemek mümkündür. Maksimum aerodinamik yük noktası genellikle maksimum q olarak adlandırılır ve fırlatma araçları gibi birçok uygulamada kritik bir parametredir. ${\görüntüleme stili v}$${\görüntüleme stili v}$${\görüntüleme stili q}$${\görüntüleme stili q}$

kullanır

Dinamik basınç, statik basınç ve yüksekliğe bağlı basınç ile birlikte Bernoulli ilkesinde kapalı bir sistem üzerinde bir enerji dengesi olarak kullanılır . Üç terim, sıkıştırılamaz , sabit yoğunluklu bir akışkanın kapalı bir sisteminin durumunu tanımlamak için kullanılır .

Dinamik basınç, sıvı yoğunluğu ve yerçekimine bağlı ivmenin ürünü olan g'ye bölündüğünde , sonuç, basınç yükü ve hidrolik yük için kullanılana benzer yük denklemlerinde kullanılan hız yükü olarak adlandırılır . Bir venturi akış ölçerde, diferansiyel basınç yüksekliği, yandaki resimde eşdeğer olan diferansiyel hız yükünü hesaplamak için kullanılabilir . Bir alternatif hız kafası olan dinamik kafa .

sıkıştırılabilir akış

Birçok yazar dinamik basıncı yalnızca sıkıştırılamaz akışlar için tanımlar . (Sıkıştırılabilir akışlar için, bu yazarlar darbe basıncı kavramını kullanır .) Bununla birlikte, dinamik basınç tanımı sıkıştırılabilir akışları içerecek şekilde genişletilebilir.

Söz konusu akışkan ideal bir gaz olarak kabul edilebilirse (ki bu genellikle hava için geçerlidir), dinamik basınç, akışkan basıncının ve Mach sayısının bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir .

Ses hızının ve Mach sayısının tanımını kullanarak : ${\görüntüleme stili bir}$${\görüntüleme stili M}$

${\displaystyle a={\sqrt {\gamma p \over\rho }}}$   ve   ${\displaystyle M={\frac {u}{a}},}$

ve ayrıca dinamik basınç şu şekilde yeniden yazılabilir: ${\textstyle q={\frac {1}{2}}\rho \,u^{2}}$

${\displaystyle q=M^{2}{\frac {1}{2}}\,\gamma \,p\,,}$

nerede:

${\görüntüleme stili p,}$	(ifade gaz (statik) basınç Pascal olarak, SI sistemi )
${\görüntüleme stili \rho =mn,\;}$	(kg / m kütle yoğunluğu 3 ) arasında her zaman bir üründür sayı yoğunluğu ve gaz ortalama moleküler kütleye
${\görüntüleme stili M,\;}$	Mach sayısı (boyutsuz),
${\görüntüleme stili \gama,\;}$	özgül ısıların oranı (boyutsuz; deniz seviyesindeki koşullarda hava için 1.4),
${\görüntüleme stili u,\;}$	m/s cinsinden akış hızı ,
${\görüntüleme stili bir,\;}$	m/s cinsinden ses hızı

Ayrıca bakınız

• Baskı yapmak
• Basınç kafası
• Hidrolik kafa
• Toplam dinamik kafa
• Sürükleme , kaldırma ve yunuslama momenti katsayıları
• Bernoulli denkleminin türevleri

Referanslar

• LJ Clancy (1975), Aerodinamik , Pitman Publishing Limited, Londra. ISBN  0-273-01120-0
• Houghton, EL ve Carpenter, PW (1993), Mühendislik Öğrencileri için Aerodinamik , Butterworth ve Heinemann, Oxford Birleşik Krallık. ISBN  0-340-54847-9
• Liepmann, Hans Wolfgang ; Roshko, Anatol (1993), Gaz Dinamiğinin Elemanları , Courier Dover Yayınları, ISBN 0-486-41963-0

Notlar

Dış bağlantılar

• Eric Weisstein'ın Bilim Dünyası üzerindeki dinamik baskının tanımı