Qual é o link OU diferença entre mudança no momento e diferença de pressão?

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Eu pergunto no que diz respeito à fórmula de empuxo, que inclui a mudança no momento, bem como a diferença de pressão entre a entrada & saída do motor para calcular o empuxo gerado; isso implica que a mudança de momento & diferença de pressão são claramente dois (2) diferentes fenômenos.

Mas em cascatas de pás de turbinas de reação, podemos observar uma distribuição de pressão semelhante à de uma asa de aeronave, produzindo sustentação que faz a turbina girar, & um componente de carga atuando nos mancais da turbina. Além disso, a entrada & a mudança do momento de saída é vista como fazendo com que a turbina gire. Eu esperaria que a rotação de uma turbina pudesse ser explicada por uma das explicações, mas não por ambas, pois a distribuição de pressão sobre o perfil da lâmina é uma conseqüência da deflexão do ar pela lâmina, que também causa a mudança no momento do fluxo. saindo da turbina. Assim, a força que age sobre uma pá de turbina pode ser calculada, seja pelo cálculo da mudança de momento ou pelo cálculo da diferença de pressão, mas não como a soma de ambas.

Agora, voltando ao caso do motor, é claro, não há diferença de pressão verticalmente para o eixo de um motor, portanto não há força nessa direção. Mas a diferença de pressão na linha do eixo é uma conseqüência direta da aceleração do fluxo (mudança de momento) através do motor:

Então, por que a diferença de pressão & mudança de momentum somada em conjunto para obter impulso?

    
por Guha.Gubin 29.09.2017 / 07:29

1 resposta

É a descoberta da assinatura de Bernouilli: a pressão total é a pressão dinâmica (mudança de momento) mais a pressão estática. Tanto a pressão estática quanto a dinâmica são o resultado do impacto das moléculas de ar sobre a asa ou lâmina da turbina, que atua como superfície de levantamento. A principal distinção entre os dois é que a pressão estática é o resultado de vetores aleatórios de velocidade com média zero, enquanto a pressão dinâmica tem uma velocidade média da molécula diferente de zero.

A lei de Bernouilli também pode ser escrita como

$$ p_t = p_s + \ ponto {m} \ cdot V $$

Com $ \ dot {m} $ a massa de ar que impacta a superfície de levantamento por segundo, e $ V $ sua velocidade. Como essa não é uma maneira conveniente de fazer cálculos sobre estruturas de aeronaves, geralmente a vemos em um formato que usa a densidade do ar e a área da asa.

Existe uma analogia com energia potencial e cinética. Ambas são formas de energia e uma forma pode ser livremente trocada por outra. Um objeto em queda transforma $ m \ cdot \ Delta h $ em $ \ frac {1} {2} \ cdot \ ro \ cdot \ Delta V ^ 2 $, mas a energia total permanece constante a qualquer momento.

O mesmo vale para a pressão, que é na verdade uma medida da energia das moléculas de ar. Um motor a jato adiciona energia às moléculas de ar que passam por ele. Uma lâmina de turbina pode ser acionada pela pressão dinâmica ou pela diferença na pressão estática antes e atrás da lâmina - há diferentes lâminas de projeto de acordo com a proporção de estática & impulso. A forma de escape do motor pode deixar o ar que flui com uma pressão estática mais alta do que o ar ao redor, ou expandir completamente a pressão estática mais alta para a pressão dinâmica.

Pressão estática e mudança de impulso são somadas porque são duas formas de exatamente a mesma entidade: a energia adicionada ao fluxo de ar.

    
29.09.2017 / 08:59