Stagnační tlak - Stagnation pressure

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Stagnační tlak“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Dubna 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

v dynamika tekutin, stagnační tlak (nebo Pitotův tlak) je statický tlak v a bod stagnace v toku tekutiny.^[1] V bodě stagnace je rychlost tekutiny nulová. V nestlačitelném průtoku se stagnační tlak rovná součtu volného proudu statický tlak a volný stream dynamický tlak.^[2]

Stagnační tlak se někdy označuje jako Pitotův tlak, protože se měří pomocí a Pitotova trubice.

Velikost

Lze odvodit velikost stagnačního tlaku Bernoulliho rovnice^[3][1] Pro nestlačitelný tok a žádné změny výšky. Pro jakékoli dva body 1 a 2:

${ displaystyle P_ {1} + { tfrac {1} {2}} rho v_ {1} ^ {2} = P_ {2} + { tfrac {1} {2}} rho v_ {2} ^ {2}}$

Dva body zájmu jsou 1) v toku volného toku při relativní rychlosti ${ displaystyle v}$ kde se tlaku říká „statický“ tlak (například dostatečně daleko od letadla pohybujícího se rychlostí ${ displaystyle v}$); a 2) v „stagnačním“ bodě, kde je tekutina v klidu vzhledem k měřícímu zařízení (například na konci pitotovy trubice v letadle).

Pak

${ displaystyle P _ { text {static}} + { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2} = P _ { text {stagnace}} + { tfrac {1} {2}} rho (0) ^ {2}}$

nebo^[4]

${ displaystyle P _ { text {stagnace}} = P _ { text {static}} + { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2}}$

kde:

${ displaystyle P _ { text {stagnace}}}$ je stagnační tlak

${ displaystyle rho ;}$ je hustota kapaliny

${ displaystyle v}$ je rychlost tekutiny

${ displaystyle P _ { text {static}}}$ je statický tlak

Takže stagnační tlak se zvyšuje o statický tlak nad statickým ${ displaystyle { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2}}$ který se nazývá „dynamický“ nebo „tlakový“ tlak, protože je výsledkem pohybu tekutiny. V našem příkladu letadla by stagnační tlak byl atmosférický tlak plus dynamický tlak.

v stlačitelný průtok hustota kapaliny je však vyšší v bodě stagnace než ve statickém bodě. Proto, ${ displaystyle { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2}}$ nelze použít pro dynamický tlak. Pro mnoho účelů ve stlačitelném toku stagnace entalpie nebo stagnační teplota hraje roli podobnou stagnačnímu tlaku v nestlačitelném průtoku. ^[5]

Stlačitelný průtok

Stagnační tlak je statický tlak, který si plyn udržuje, když je uveden do klidu isentropicky z Machovo číslo M.^[6]

${ displaystyle { frac {p_ {t}} {p}} = vlevo (1 + { frac { gamma -1} {2}} M ^ {2} vpravo) ^ { frac { gamma } { gamma -1}} ,}$

nebo, za předpokladu, že isentropic procesu lze stagnační tlak vypočítat z poměru stagnační teploty ke statické teplotě:

${ displaystyle { frac {p_ {t}} {p}} = left ({ frac {T_ {t}} {T}} right) ^ { frac { gamma} { gamma -1} } ,}$

kde:

${ displaystyle p_ {t}}$ je stagnační tlak

${ displaystyle p}$ je statický tlak

${ displaystyle T_ {t}}$ je teplota stagnace

${ displaystyle T}$ je statická teplota

${ displaystyle gamma}$ poměr konkrétní rozjížďky

Výše uvedená derivace platí pouze pro případ, kdy se předpokládá, že plyn je kaloricky dokonalý (specifické rozjížďky a poměr konkrétních rozjížděk ${ displaystyle gamma}$ jsou považovány za konstantní s teplotou).

Viz také

• Hydraulický RAM
• Teplota stagnace

Poznámky

Reference

• L. J. Clancy (1975), Aerodynamika, Pitman Publishing Limited, Londýn. ISBN  0-273-01120-0
• Cengel, Boles, „Termodynamika, technický přístup, McGraw Hill, ISBN  0-07-254904-1

externí odkazy

• Pitot-Statics a standardní atmosféra
• F. L. Thompson (1937) Měření rychlosti vzduchu v letadlech, Technická poznámka NACA # 616, od Ovládání SpaceAge.