Давление ветра

Поток ветра создает давление на поверхности, встречающейся на его пути. Рассмотрим некоторое течение, схематически представленное на рис. 13.6. Предположим, что молекулы газа налетают на некую поверхность, соударяются с ней и летят обратно, не пересекаясь по пути с молекулами, дви­жущимися по направлению к поверхности.

В этом случае изменение импульса каждой частицы, отражающейся от по­верхности, составляет 2ти, поскольку изменение скорости составляет 2v (до соударения с поверхностью частицы двигались со скоростью и, а после него они приобрели скорость - v). Таким образом, изменение импульса потока газа nv, создает давление на единицу площади поверхности 2mvnv = 2piA Но в дей­ствительности такая ситуация может иметь место только в случае очень разре­женного газа, концентрация молекул в котором крайне мала. Только в таком случае поток частиц, отраженный от поверхности, может не пересекаться с на­бегающим потоком.

Рис. 13.6. Упрощенная картина нате - Рис. 13.7. Реальная картина натекания

кания потока на поверхность потока на поверхность

В реальности поток частиц, отраженный от преграды, начнет сталкиваться с потоком, набегающим на препятствие, при этом будет иметь место обтекание частицами газа препятствия. Картина такого течения представлена на рис. 13.7. Давление, оказываемое частицами на поверхность в этом случае, будет меньше, чем в ранее рассмотренной идеальной ситуации. При этом давление на поверх­ность будет зависеть от её формы. В аэродинамике реальное давление газа на поверхность считают равным его динамическому давлению, умноженному на экспериментально определяемый коэффициент Св, называемый аэродинами­ческим коэффициентом сопротивления поверхности:

P = pv1CD. (И)

Аэродинамический коэффициент сопротивления зависит от формы поверх­ности, ее размера и скорости потока. Из этого следует, что давление на поверх­ность не строго пропорционально квадрату скорости натекающего потока, как это можно было бы предположить из соотношения (11).

Аэродинамический коэффициент сопротивления CD большой пластины, рас­положенной перпендикулярно натекающему с дозвуковой скоростью потоку, считают приближенно равным 1,28.

Комментарии закрыты.