Un avion situé dans un flux d'air stationnaire ou en mouvement par rapport à lui subit une pression de ce dernier, dans le premier cas (lorsque le flux d'air est stationnaire) c'est une pression statique et dans le second cas (lorsque le flux d'air est mobile) c'est pression dynamique, elle est plus souvent appelée pression à grande vitesse. Pression statique dans un cours d'eau est similaire à la pression d'un liquide au repos (eau, gaz). Par exemple : l'eau dans une canalisation, elle peut être au repos ou en mouvement, dans les deux cas les parois de la canalisation sont sous la pression de l'eau. Dans le cas du mouvement de l'eau, la pression sera légèrement inférieure, puisqu'une pression à grande vitesse est apparue.

Selon la loi de conservation de l'énergie, l'énergie du flux débit d'air dans différentes sections d'un courant d'air, il y a la somme de l'énergie cinétique du flux, de l'énergie potentielle des forces de pression, de l'énergie interne du flux et de l'énergie de position du corps. Ce montant est une valeur constante :

E kin + E r + E in + E p = sopst (1.10)

Énergie cinétique (E parent)- la capacité d'un flux d'air en mouvement à effectuer un travail. C'est égal

Où m- masse d'air, kgf à partir de 2 m ; V- vitesse du flux d'air, m/s. Si au lieu de la masse m densité de la masse d'air de substitution r, alors on obtient une formule pour déterminer la pression de vitesse q(en kgf/m2)

Énergie potentielle E r - la capacité d'un flux d'air à travailler sous l'influence de forces de pression statique. C'est égal (en kgf-m)

E p = PFS, (1.13)

Où R. - pression atmosphérique, kgf/m2 ; F - surface de la section transversale du flux d'air, m2 ; S- le trajet parcouru par 1 kg d'air à travers une section donnée, m ; travail SF est appelé volume spécifique et est noté v, en substituant la valeur du volume spécifique d'air dans la formule (1.13), on obtient

E p = Pv.(1.14)

Énergie interne E dans est la capacité d'un gaz à effectuer un travail lorsque sa température change :

Où CV- capacité calorifique de l'air à volume constant, cal/kg-deg ; T- température sur l'échelle Kelvin, K ; UN- équivalent thermique travail mécanique(cal-kg-m).

Il ressort clairement de l’équation que l’énergie interne du flux d’air est directement proportionnelle à sa température.

Positionner l'énergieFr- la capacité de l'air à effectuer un travail lorsque la position du centre de gravité d'une masse d'air donnée change lors de la montée à une certaine hauteur et est égale à

Fr=mh (1.16)

Où h - changement de hauteur, m.

En raison des valeurs infimes de séparation des centres de gravité des masses d'air le long de la hauteur dans un flux d'air, cette énergie est négligée en aérodynamique.

En considérant tous les types d’énergie par rapport à certaines conditions, nous pouvons formuler la loi de Bernoulli, qui établit un lien entre la pression statique dans un flux d’air et la pression de vitesse.

Considérons un tuyau (Fig. 10) de diamètre variable (1, 2, 3) dans lequel se déplace le flux d'air. Des manomètres sont utilisés pour mesurer la pression dans les sections considérées. En analysant les lectures des manomètres, nous pouvons conclure que la pression dynamique la plus basse est indiquée par un manomètre de section 3-3. Cela signifie qu'à mesure que le tuyau se rétrécit, la vitesse du flux d'air augmente et la pression chute.

Riz. 10 La loi de Bernoulli expliquée

La raison de la chute de pression est que le flux d'air ne produit aucun travail (le frottement n'est pas pris en compte) et donc l'énergie totale du flux d'air reste constante. Si l'on considère la température, la densité et le volume du flux d'air dans les différentes sections comme étant constants (T 1 =T 2 =T 3 ;p 1 =p 2 =p 3, V1=V2=V3), alors l'énergie interne peut être ignorée.

Cela signifie que dans ce cas, il est possible que l’énergie cinétique du flux d’air se transforme en énergie potentielle et vice versa.

Lorsque la vitesse du flux d'air augmente, la pression de vitesse et, par conséquent, l'énergie cinétique de ce flux d'air augmentent également.

Remplaçons les valeurs des formules (1.11), (1.12), (1.13), (1.14), (1.15) par la formule (1.10), en tenant compte du fait que nous négligeons l'énergie interne et l'énergie de position, en transformant l'équation ( 1.10), on obtient

(1.17)

Cette équation pour toute section transversale d’un courant d’air s’écrit comme suit :

Ce type d'équation est l'équation mathématique de Bernoulli la plus simple et montre que la somme des pressions statiques et dynamiques pour n'importe quelle section d'un flux d'air constant est une valeur constante. La compressibilité n'est pas prise en compte dans ce cas. Lors de la prise en compte de la compressibilité, les corrections appropriées sont apportées.

Pour illustrer la loi de Bernoulli, vous pouvez réaliser une expérience. Prenez deux feuilles de papier, en les tenant parallèles l'une à l'autre à une courte distance, et soufflez dans l'espace qui les sépare.

Riz. 11 Mesure de la vitesse du flux d'air

Les draps se rapprochent. La raison de leur rapprochement est qu'avec dehors feuilles, la pression est atmosphérique et dans l'intervalle entre elles, en raison de la présence d'une pression d'air à grande vitesse, la pression a diminué et est devenue inférieure à la pression atmosphérique. Sous l'influence des différences de pression, les feuilles de papier se plient vers l'intérieur.

Types de pression

Pression statique

Pression statique est la pression d'un fluide stationnaire. Pression statique = niveau au-dessus du point de mesure correspondant + pression initiale dans le vase d'expansion.

Pression dynamique

Pression dynamique est la pression d’un flux de fluide en mouvement.

Pression de refoulement de la pompe

Pression de travail

La pression disponible dans le système lorsque la pompe fonctionne.

Pression de service admissible

La valeur maximale de pression de fonctionnement autorisée pour un fonctionnement sûr de la pompe et du système.

Pression- une grandeur physique qui caractérise l'intensité des forces normales (perpendiculaires à la surface) avec lesquelles un corps agit sur la surface d'un autre (par exemple, les fondations d'un bâtiment au sol, un liquide sur les parois d'un récipient, un gaz dans un cylindre de moteur sur un piston, etc.). Si les forces sont réparties uniformément le long de la surface, alors Pression rà n'importe quelle partie de la surface est égal p = f/s, Où S- superficie de cette partie, F- la somme des forces appliquées perpendiculairement à celui-ci. Avec une répartition inégale des forces, cette égalité détermine la pression moyenne sur une zone donnée, et dans la limite, à mesure que la valeur tend Sà zéro, est la pression en un point donné. Dans le cas d'une répartition uniforme des forces, la pression en tous points de la surface est la même, et dans le cas d'une répartition inégale, elle change d'un point à l'autre.

Pour un milieu continu, la notion de pression en chaque point du milieu est également introduite, ce qui joue un rôle important dans la mécanique des liquides et des gaz. La pression en tout point d’un fluide au repos est la même dans toutes les directions ; cela est également vrai pour un liquide ou un gaz en mouvement, s'ils peuvent être considérés comme idéaux (sans friction). Dans un liquide visqueux, la pression en un point donné est la pression moyenne dans trois directions mutuellement perpendiculaires.

La pression joue un rôle important dans les phénomènes physiques, chimiques, mécaniques, biologiques et autres.

Perte de pression

Perte de pression- réduction de pression entre l'entrée et la sortie de l'élément structurel. Ces éléments comprennent les pipelines et les raccords. Les pertes se produisent en raison des turbulences et des frottements. Chaque canalisation et raccord, en fonction du matériau et du degré de rugosité de la surface, est caractérisé par son propre coefficient de perte. Veuillez contacter leurs fabricants pour obtenir des informations pertinentes.

Unités de pression

La pression est intense grandeur physique. La pression dans le système SI est mesurée en pascals ; Les unités suivantes sont également utilisées :

Pression
		mm d'eau Art.	mmHg Art.		kg/cm2		kg/m2	m d'eau Art.
1 mm d'eau. Art.
1 mmHg Art.
1 barre

En écoulement laminaire, la somme des charges statiques et pression dynamique reste constante. Cette quantité correspond à la pression statique dans un fluide au repos.

La somme des pressions statique et dynamique est appelée pression d’écoulement totale. À mesure que la vitesse d'écoulement augmente, la composante dynamique pression totale augmente et la statique diminue (voir Fig. 4). Dans un écoulement au repos, la pression dynamique est nulle et la pression totale est égale à la pression statique.

r

p o

statique

pression

dynamique

pression

MESURE DE PRESSION DANS LE DÉBIT

• La pression statique est mesurée r st

manomètre installé

perpendiculaire à la direction

flux (dans le cas le plus simple -

ouvrir manomètre à liquide

• La pression totale est mesurée avec un manomètre, je suis plein

Installé parallèlement à la direction

débit (tube de Pitot)

différence entre complet et statique

pression et est mesuré par une combinaison vacarme

appareils précédents, appelés

Tube de Prandtl.

APPLICATION DE LA LOI DE BERNOULLI

En navigation.

Lorsque les navires se déplacent sur des trajectoires parallèles à l'approche en cas de violation de la limite de vitesse, il existe un risque de collision. Pourquoi? Passons à la figure 4.9. Il représente deux navires se déplaçant sur des routes parallèles.

Figure 4.9

υ 1 υ 2 υ 1

р 1 р 2 р 1 υ 2>v1

page 2<page 1

dans une seule direction. Chacun d'eux coupe l'eau en deux ruisseaux avec son nez. L'eau qui se retrouve entre les navires, pénétrant dans « l'étroitesse », est obligée de la traverser à une vitesse υ2, supérieure à la vitesse d'écoulement v1 de l'extérieur des navires. Ainsi, selon la loi de Bernoulli, la pression de l'eau entre les navires page 1 sera inférieure à la pression de l'eau page 2 de l'extérieur. S’il y a une différence de pression, un mouvement se produit d’une zone de pression plus élevée vers une zone de pression plus basse – la nature a horreur du vide ! – donc les deux navires se précipiteront l’un vers l’autre (la direction est indiquée par les flèches). Si, dans cette situation, la correspondance entre la distance d'approche et la vitesse est violée, il existe alors un risque de collision - ce qu'on appelle «l'aspiration» des navires. Si les navires se déplacent en parallèle mais en sens inverse, l'effet « d'aspiration » se produit également. Ainsi, lorsque les navires se rapprochent, les règles de navigation imposent de réduire la vitesse à la valeur optimale.

Lorsque le navire se déplace en eau peu profonde, la situation est similaire (voir Fig. 4.10). L'eau sous le fond du navire se retrouve dans un « endroit étroit », la vitesse d'écoulement

Figure 4.10

v1,p 1 υ 1, p 1 υ 2 > υ 1

υ 2, р 2 р 2< p 1

augmente, la pression sous le navire diminue - le navire semble attiré vers le fond. Pour éviter tout risque d’échouage, il est nécessaire de réduire la vitesse afin de minimiser cet effet.

Dans l'aviation.

La connaissance et l'utilisation de la loi de Bernoulli ont permis de créer des avions

plus lourds que l'air sont les avions, les avions, les hélicoptères, les autogires (petits hélicoptères légers). Le fait est que la section transversale de l'aile ou de la pale de ces machines a ce qu'on appelle profil aérodynamique , provoquant l'apparition d'une portance (voir Fig. 4.11). Ceci est réalisé comme suit. Tout dépend de la forme « en forme de goutte » du profil aérodynamique. L'expérience montre que lorsque l'aile est placée dans un flux d'air, des tourbillons apparaissent près du bord de fuite de l'aile, tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le cas illustré sur la Fig. 4.11. Ces tourbillons grandissent, se détachent de l'aile et sont emportés par le courant. Le reste de la masse d'air près de l'aile reçoit la rotation opposée - dans le sens des aiguilles d'une montre - formant une circulation autour de l'aile (sur la figure 4.11, cette circulation est représentée par une ligne pointillée fermée). Se chevauchant avec le flux général, la circulation ralentit légèrement le flux d'air sous l'aile et accélère légèrement le flux d'air au-dessus de l'aile. Ainsi, une zone de pression plus faible se forme au dessus de l'aile que sous l'aile, ce qui conduit à l'émergence d'une portance Fp, dirigé verticalement vers le haut. En plus d'elle, à la suite du mouvement de l'avion sur l'aile

Figure 4.11

sens de déplacement de l'avion

υ 2, р 2 υ 2 > υ 1

Il y a trois autres forces à l’œuvre : 1). Pesanteur G, 2). Poussée du moteur d'avion F t,

3). Force de traînée de l'air F avec. Lorsque les quatre forces sont géométriquement additionnées, la force résultante est obtenue F, qui détermine la direction du mouvement de l'avion.

Plus la vitesse du flux venant en sens inverse est grande (et cela dépend de la force de poussée des moteurs), plus la vitesse, la force de portance et la force de traînée sont élevées. Ces forces dépendent en outre de la forme du profil de l'aile et de l'angle selon lequel le flux s'approche de l'aile (ce qu'on appelle l'angle d'attaque), ainsi que de la densité du flux venant en sens inverse : plus la densité, plus ces forces sont grandes.

Le profil de l'aile est choisi de manière à offrir la plus grande portance possible avec la plus faible traînée possible. La théorie de l'émergence de la force de portance d'une aile lorsque l'air circule autour d'elle a été donnée par le fondateur de la théorie de l'aviation, le fondateur école russe aérodynamique et hydrodynamique Nikolai Egorovich Zhukovsky (1847-1921).

Les avions conçus pour voler à différentes vitesses ont différentes tailles ailes Les avions de transport volant lentement doivent avoir grande surface des ailes, parce que à basse vitesse, la force de portance par unité de surface de l'aile est faible. Les avions à grande vitesse reçoivent également une portance suffisante grâce à leurs ailes de petite surface.

Parce que la force de portance de l'aile diminue avec la diminution de la densité de l'air, puis pour le vol à haute altitude l'avion doit se déplacer à une vitesse plus élevée que près du sol.

La portance se produit également lorsque l'aile se déplace dans l'eau. Cela permet de construire des navires hydroptères. La coque de ces navires sort de l'eau pendant le mouvement, ce qui réduit la résistance à l'eau et leur permet d'atteindre une vitesse élevée. Parce que Étant donné que la densité de l'eau est plusieurs fois supérieure à la densité de l'air, il est possible d'obtenir une force de levage suffisante d'un hydroptère avec une surface relativement petite et une vitesse modérée.

Il existe un type aéronef plus lourd que l'air, pour lequel des ailes ne sont pas nécessaires. Ce sont des hélicoptères. Les pales d'hélicoptère ont également un profil aérodynamique. L'hélice crée une poussée verticale, que l'hélicoptère soit en mouvement ou non. Par conséquent, lorsque les hélices fonctionnent, l'hélicoptère peut rester immobile dans les airs ou s'élever verticalement. Pour déplacer l'hélicoptère horizontalement, il est nécessaire de créer une poussée horizontale. Ceci est réalisé en modifiant l'angle des pales, ce qui se fait à l'aide de mécanisme spécial dans le moyeu de vis. (La petite hélice à axe horizontal sur la queue de l'hélicoptère sert uniquement à empêcher le corps de l'hélicoptère de tourner dans le sens opposé à la rotation de la grande hélice.)

Les systèmes de chauffage doivent être testés pour la résistance à la pression

À partir de cet article, vous apprendrez ce qu'est la pression statique et dynamique d'un système de chauffage, pourquoi elle est nécessaire et en quoi elle diffère. Les raisons de son augmentation et de sa diminution et les méthodes pour les éliminer seront également examinées. De plus, nous parlerons du type de pression qu'ils subissent divers systèmes chauffage et méthodes pour ce contrôle.

Types de pression dans le système de chauffage

Il en existe deux types :

• statistique;
• dynamique.

Quelle est la pression statique d'un système de chauffage ? C'est ce qui se crée sous l'influence de la gravité. L'eau sous son propre poids appuie sur les parois du système avec une force proportionnelle à la hauteur à laquelle elle s'élève. A partir de 10 mètres, ce chiffre est égal à 1 atmosphère. Dans les systèmes statistiques, les surpresseurs ne sont pas utilisés et le liquide de refroidissement circule par gravité dans les tuyaux et les radiateurs. Ce sont des systèmes ouverts. Pression maximale en système ouvert le chauffage est d'environ 1,5 atmosphère. DANS construction moderne De telles méthodes ne sont pratiquement pas utilisées, même lors de l'installation de circuits autonomes maisons de campagne. Cela est dû au fait que pour un tel schéma de circulation, il est nécessaire d'utiliser des tuyaux de grand diamètre. Ce n’est pas esthétique et cher.

La pression dynamique dans le système de chauffage peut être ajustée

Pression dynamique dans système fermé le chauffage est créé en augmentant artificiellement le débit du liquide de refroidissement à l'aide de pompe électrique. Par exemple, si nous parlons d'immeubles de grande hauteur ou de grandes autoroutes. Bien que, désormais, même dans les maisons privées, des pompes soient utilisées lors de l'installation du chauffage.

Important! Il s'agit deà propos surpression hors atmosphérique.

Chaque système de chauffage a son propre limite admissible force. En d’autres termes, il peut supporter différentes charges. Pour savoir lequel pression de travail dans un système de chauffage fermé, il faut ajouter de la dynamique, pompée par des pompes, à la dynamique créée par la colonne d'eau. Pour bon fonctionnement système, les lectures du manomètre doivent être stables. Un manomètre est un appareil mécanique qui mesure la force avec laquelle l'eau se déplace dans un système de chauffage. Il se compose d'un ressort, d'un pointeur et d'une échelle. Des manomètres sont installés à des endroits clés. Grâce à eux, vous pouvez connaître la pression de fonctionnement dans le système de chauffage, ainsi qu'identifier les défauts de la canalisation lors des diagnostics.

Chutes de pression

Pour compenser les différences, des équipements supplémentaires sont intégrés au circuit :

1. vase d'expansion;
2. soupape de décharge d'urgence du liquide de refroidissement ;
3. bouches d'aération.

Test d'air - la pression d'essai du système de chauffage est augmentée à 1,5 bar, puis abaissée à 1 bar et laissée pendant cinq minutes. Dans ce cas, les pertes ne doivent pas dépasser 0,1 bar.

Test de l'eau - augmentez la pression à au moins 2 bars. Peut-être plus. Cela dépend de la pression de fonctionnement. La pression maximale de fonctionnement du système de chauffage doit être multipliée par 1,5. En cinq minutes, les pertes ne doivent pas dépasser 0,2 bar.

Panneau

Essai hydrostatique à froid - 15 minutes avec une pression de 10 bar, perte ne dépassant pas 0,1 bar. Test à chaud - augmentation de la température dans le circuit à 60 degrés pendant sept heures.

Tester avec de l'eau en pompant 2,5 bars. De plus, les chauffe-eau (3-4 bars) et les unités de pompage sont vérifiés.

Réseaux de chaleur

La pression admissible dans le système de chauffage augmente progressivement jusqu'à un niveau supérieur à la pression de service de 1,25, mais pas inférieur à 16 bars.

Sur la base des résultats des tests, un rapport est établi, qui est un document confirmant les déclarations qui y sont faites. caractéristiques de performance. Il s'agit notamment de la pression de travail.

UNIVERSITÉ MÉDICALE D'ÉTAT DE SEMEY

Manuel méthodique sur le sujet :

Etude des propriétés rhéologiques des fluides biologiques.

Méthodes d'étude de la circulation sanguine.

Rhéographie.

Compilé par : Enseignant

Kovaleva L.V.

Principales questions du sujet :

1. L'équation de Bernoulli. Pression statique et dynamique.
2. Propriétés rhéologiques du sang. Viscosité.
3. La formule de Newton.
4. Numéro de Reynolds.
5. Fluide newtonien et non newtonien
6. Flux laminaire.
7. Flux turbulent.
8. Détermination de la viscosité du sang à l'aide d'un viscosimètre médical.
9. Loi de Poiseuille.
10. Détermination de la vitesse du flux sanguin.
11. Résistance totale des tissus corporels. Bases physiques rhéographie. Rhéoencéphalographie
12. Fondements physiques de la balistocardiographie.

L'équation de Bernoulli. Pression statique et dynamique.

Idéal est incompressible et n’a ni friction ni viscosité interne ; un écoulement stationnaire ou constant est un écoulement dans lequel les vitesses des particules de fluide à chaque point de l'écoulement ne changent pas au fil du temps. Un écoulement constant est caractérisé par des lignes aérodynamiques – des lignes imaginaires coïncidant avec les trajectoires des particules. Une partie du flux de fluide, délimitée de tous côtés par des lignes de courant, forme un tube ou un jet. Sélectionnons un tube de courant si étroit que les vitesses des particules V dans n'importe laquelle de ses sections S, perpendiculaires à l'axe du tube, peuvent être considérées comme les mêmes dans toute la section. Ensuite, le volume de liquide circulant à travers n'importe quelle section du tube par unité de temps reste constant, puisque le mouvement des particules dans le liquide se produit uniquement le long de l'axe du tube : . Ce rapport est appelé condition de continuité du jet. Il s'ensuit que pour un liquide réel avec un débit constant dans un tuyau de section variable, la quantité Q de liquide s'écoulant par unité de temps à travers n'importe quelle section du tuyau reste constante (Q = const) et les vitesses d'écoulement moyennes dans différentes sections de les tuyaux sont inversement proportionnels aux surfaces de ces sections : etc.

Sélectionnons un tube de courant dans l'écoulement d'un liquide idéal, et dans celui-ci un volume de liquide suffisamment petit avec une masse qui, à mesure que le liquide s'écoule, se déplace de la position UNà la position B.

En raison du petit volume, nous pouvons supposer que toutes les particules liquides qu'il contient sont dans des conditions égales : en position UN ont une vitesse de pression et sont à une hauteur h 1 du niveau zéro ; en position DANS- par conséquent . Les sections transversales du tube actuel sont respectivement S 1 et S 2.

Un fluide sous pression possède une énergie potentielle interne (énergie de pression), grâce à laquelle il peut effectuer un travail. Cette énergie Wp mesuré par le produit de la pression et du volume V liquides : . Dans ce cas, le mouvement de la masse liquide se produit sous l'influence de la différence des forces de pression dans les sections Si Et S2. Le travail effectué Un r est égal à la différence des énergies potentielles de pression aux points . Ce travail est consacré à des travaux visant à surmonter l'action de la gravité et sur le changement d'énergie cinétique de masse

Liquides :

Ainsi, A p = A h + A D

En regroupant les termes de l'équation, on obtient

Dispositions A et B sont choisis arbitrairement, nous pouvons donc dire qu'en tout endroit le long du tube actuel, la condition est préservée

en divisant cette équation par , on obtient

Où - densité du liquide.

C'est ça L'équation de Bernoulli. Tous les termes de l'équation, comme il est facile de le constater, ont la dimension de la pression et sont appelés : statistique : hydrostatique : - dynamique. L'équation de Bernoulli peut alors être formulée comme suit :

dans un écoulement stationnaire d'un fluide idéal, la pression totale égale à la somme des pressions statique, hydrostatique et dynamique reste constante à tout moment. coupe transversale couler.

Pour un tube d'écoulement horizontal, la pression hydrostatique reste constante et peut être appelée côté droitéquation, qui prend alors la forme

La pression statistique détermine l'énergie potentielle du liquide (énergie de pression), la pression dynamique détermine l'énergie cinétique.

De cette équation découle une conclusion appelée règle de Bernoulli :

La pression statique d'un fluide non visqueux circulant dans un tuyau horizontal augmente là où sa vitesse diminue, et vice versa.