Aerostatyka - Aerostatics

Poddziedzina statyki płynów , aerostatyka, to badanie gazów, które nie są w ruchu w odniesieniu do układu współrzędnych, w którym są uwzględniane. Odpowiednie badanie gazów w ruchu nazywa się aerodynamiką .

Aerostatyka bada alokację gęstości, zwłaszcza w powietrzu. Jednym z zastosowań tego jest wzór barometryczny .

Aerostat jest lżejszy niż powietrze, jednostek, takich jak sterowca lub balonu , w którym zastosowano zasady aerostatics do pływaka .

Podstawowe prawa

Rozpatrywanie równań zachowania gazów w spoczynku, podobnie jak w hydrostatyce, zwykle rozpoczyna się od rozważenia ogólnych równań pędu dla przepływu płynu, które można wyrazić jako:

${\ Displaystyle \ rho [{\ częściowe U_ {j} \ ponad \ częściowe t} + U_ {i} {\ częściowe U_ {j} \ na \ częściowe t}] = - {\ częściowe P \ ponad \ częściowe x_ { j}} - {\ Partial \ tau _ {ij} \ over \ Partial x_ {i}} + \ rho g_ {j}}$ ,

gdzie jest gęstość masy płynu, jest chwilową prędkością, jest ciśnieniem płynu, są siłami zewnętrznymi ciała działającymi na płyn i jest współczynnikiem transportu pędu. Ponieważ statyczna natura płynu tego wymaga , i to , znajduje się następujący zestaw równań różniczkowych cząstkowych reprezentujących podstawowe równania aerostatyki. ${\ displaystyle \ rho}$${\ displaystyle U_ {j}}$${\ displaystyle P}$${\ displaystyle g}$${\ displaystyle \ tau _ {ij}}$${\ displaystyle U_ {j} = 0}$${\ displaystyle \ tau _ {ij} = 0}$

${\ displaystyle {\ częściowe P \ ponad \ częściowe x_ {j}} = \ rho g_ {j}}$

Jednak obecność niestałej gęstości, jaka występuje w układach z płynami gazowymi (ze względu na ściśliwość gazów), wymaga uwzględnienia prawa gazu doskonałego :

${\ displaystyle {P \ over \ rho} = RT}$ ,

gdzie oznacza uniwersalną stałą gazową i temperaturę gazu, w celu przedstawienia ważnych aerostatycznych równań różniczkowych cząstkowych: ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle T}$

${\ Displaystyle {\ częściowe P \ ponad \ częściowe x_ {j}} = \ rho {\ kapelusz {g_ {j}}} = {P \ ponad \ RT} {\ kapelusz {g_ {j}}}}$ ,

które można wykorzystać do obliczenia rozkładu ciśnienia w gazach, których stany termodynamiczne są określone równaniem stanu dla gazów doskonałych.

Kierunki studiów

• Wahania ciśnienia atmosferycznego
• Skład powietrza górskiego
• Przekrój atmosfery
• Gęstość gazu
• Dyfuzja gazów w glebie
• Ciśnienie gazu
• Kinetyczna teoria gazów
• Ciśnienia parcjalne w mieszaninach gazowych
• Pomiar ciśnienia

Zobacz też

• Aeronautyka

Bibliografia