Виды давления в движущемся воздухе. Понятие о депрессии

Любой движущийся объем воздуха всегда испытывает давление вышележащих слоев воздуха. Это давление называется аэростатическим (статическим) и является первой составной частью полного давления движущегося воздуха.

Движущийся воздух обладает кинетической энергией и в случае встречи, с какой либо преградой оказывает на преграду давление, величина которого зависит от кинетической энергии тела. Это давление называется динамическим или скоростным и является второй составной частью полного давления движущегося воздуха. Кинетическая энергия единицы объема движущегося воздуха определяется по формуле

Р_д= (3.1)

где γ -объемный вес воздуха, кг/м³;

v-скорость движения воздуха, м/с.

Таким образом, полное давление равно сумме статического и динамического давлений. Для движущегося воздуха справедлив закон Паскаля, согласно которому статическое давление действует на все плоскости в потоке, включая стенки выработки и, направлено нормально к ним. В тоже время динамическое давление действует лишь на те поверхности, на которые происходит набегание потока.

Давление на пластинку бесконечно малой толщины, расположенную перпендикулярно направлению движения воздуха (рис.3.1) определится по формуле

[(Р_ст+Р_дин)-Р_ст]*S=Р_дин*S_м (3.2)

где S_м-Миделево сечение тела, м²

Рис.3.1 Схема к пояснению статического, динамического и полного давления в воздушном потоке

Давление на такую же пластинку, помещенную в поток параллельно направлению его движения, будет равно нулю.

Полная энергия единицы объема воздушного потока равна сумме его потенциальной и кинетической энергии. Так как потенциальная энергия потока характеризуется его статическим давлением, кинетическая – динамическим давлением, то полное давление равно

Р=Р_ст+Р_дин (3.3)

Возьмем в выработке переменного сечения две точки 1, 2 (рис.2.2).

Допустим, что воздух движется от точки 1 к точке 2. Это будет соблюдаться только в том случае, если давление в точке 1 будет больше давления в точке 2.

Полное давление в точке 1 будет равно:

Р_п.1=Р_ст.1+Р_дин.1; (3.4)

а в точке

2Р_п.2=Р_ст.2+Р_дин.2 (3.5)

Разность давления в тачках 1, 2 называется депрессией и обозначается через h, H.

Разность статических давлений называется статической депрессией (h_ст)

h_ст=Р_ст.1-Р_ст.2 (3.6)

Разность динамических давлений - скоростной депрессией или скоростным напором (h_ск)

h_ск=Р_дин.1-Р_дин.2 (3.7)

Разность полных давлений - полной депрессией (h_п)

h_п=Р_п.1-Р_п.2 (3.8)