For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Dynamisk trykk.

Dynamisk trykk

Demonstrasjon av bernoullis ligning som beskriver en fluidstrøm i et rør med tre innsnevringer. Dynamisk trykk fremkommer som differansen mellom trykkhøyde og statisk trykk i et gitt sted i røret.

I fluiddynamikken er dynamisk trykk (ofte benevnt med q eller Q), en størrelse som oppstår på grunn av en strøm av et fluid (væske eller gass). Dette i motsetning til statisk trykk som er knyttet til fluidets masse i et tyngdefelt. Det dynamiske trykket øker kvadratisk med fluidstrømmens hastighet, matematisk uttrykt slik:[1]

eller

der:

= dynamisk trykk angitt i pascal,
= væskens tetthet (densitet) angitt i kg/m3,
= fluidets hastighet angitt i m/s.

Fysisk bakgrunn

[rediger | rediger kilde]

Det dynamiske trykket er kinetisk energi per volumenhet av fluidpartiklene. Dynamisk trykk er en av størrelsene i Bernoullis ligning, som er avledet fra loven kjent som energiprinsippet (bevaring av energi) for et fluid i bevegelse. I noen forenklete tilfeller er dette lik differansen mellom totaltrykket og det statiske trykket.[1]

Et annet viktig aspekt ved dynamisk trykk er at dimensjonsanalyse viser at den aerodynamiske belastningen (dvs. spenning på en struktur utsatt for aerodynamiske krefter) som oppleves på et fly i fart v er proporsjonal med lufttetthet og kvadratet av v, det vil si proporsjonal med q. Derfor kan en ved å se på variasjonen av q under et flys bevegelse bestemme hvordan spenninger vil variere. Særlig er dette interessant for å undersøke når den vil nå sin maksimal verdi. Punktet for maksimal aerodynamisk belastning er ofte referert til som max Q. Dette er en kritisk parameter i mange anvendelser, for eksempel i forbindelse med kreftene som virker under oppstigningen av et romfartøy.

En strøm av luft gjennom en venturimeter, som viser to rørsegmenter sammenknyttet i en u-form (ett manometer), og delvis fylt med vann. Måleren brukes til å avlese differensialtrykkhøyde i cm vannsøyle, dette tilsvarer forskjellen i dynamisk trykk over innsnevringen (i det øvre horisontale røret).

Det dynamiske trykk, sammen med statisk trykk og trykket på grunn av høyde (trykkhøyde), bruktes i bernoulli-prinsippet som en energibalanse som er alltid er tilstede i et lukket system. De tre størrelsene brukes for å definere tilstanden i et lukket system av en inkompressibel væske med jevn tetthet.

Hvis en deler det dynamiske trykk på produktet av fluidets tetthet og tyngdens akselerasjon g blir resultatet noe som kalles hastighetstrykk. Dette anvendes i trykklikninger som den som ble brukt for trykkhøyde og fallhøyde. I et venturimeter kan differensialtrykket brukes til å beregne differensial hastighetstrykket, som er vist i bildet til høyre. Et alternativ uttrykk for hastighetstrykk er dynamisk høyde.

Kompressibel strømning

[rediger | rediger kilde]

Mange tekster definere dynamisk trykk bare for inkompressibel strømmer. (For komprimerstrømmer brukes begrepet påvirkningtingstrykk i disse tekstene.) Noen britiske tekster utvider definisjon av dynamisk trykk til også å inkludere komprimerstrømmer.[2][3]

Hvis væsken i problemet for hånden kan betraktes som en ideell gass (som vanligvis er tilfelle for luft), kan det dynamiske trykket uttrykkes som en funksjon av fluidtrykk og Mach tall.

Ved å anvende idealgassloven:[4]

i tillegg til definisjonen av lydens hastighet a og av Mach tall M:[5]

  and  

dessuten definisjonen , kan dynamisk trykk omskrives som:[6]

der enhetene står for:

= statisk trykk i Pascal,
= molar tetthet av den ideelle gassen i mol/m3,
= massen av et mol av den ideelle gassen i kg/mol,
= tettheten av den ideelle gassen kg/m3,
= gasskonstanten 8,3144 J/(mol·K),
= temperaturen referert til det absolutte nullpunktet i Kelvin (K),
= Mach tall (dimensjonsløs),
= spesifikk varmekapasitet (dimensjonsløs) (1,4 for luft ved hav nivå),
= fluidhastighet m/s,
= lydhastighet i m/s,

Litteratur

[rediger | rediger kilde]
  • Clancy, L.J. (1975), Aerodynamics, Pitman Publishing Limited, London. ISBN 0-273-01120-0
  • Houghton, E.L. and Carpenter, P.W. (1993), Aerodynamics for Engineering Students, Butterworth and Heinemann, Oxford UK. ISBN 0-340-54847-9
  • Liepmann, Hans Wolfgang; Roshko, Anatol (1993), Elements of Gas Dynamics, Courier Dover Publications, ISBN 0-486-41963-0 

Referanser

[rediger | rediger kilde]
  1. ^ a b Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 3.5
  2. ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 3.12 and 3.13
  3. ^ "the dynamic pressure is equal to half rho vee squared only in incompressible flow."
    Houghton, E.L. and Carpenter, P.W. (1993), Aerodynamics for Engineering Students, Section 2.3.1
  4. ^ Clancy, L.J., Aerodynamikk, § 10.4
  5. ^ Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 10.2
  6. ^ Liepmann & Roshko, Elements of Gas Dynamics, p. 55.

Eksterne lenker

[rediger | rediger kilde]
Autoritetsdata
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Dynamisk trykk
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?