जब हवा को बड़ी संख्या में अणुओं का संयोजन माना जाता है, तो इसे एक सतत माध्यम कहा जा सकता है। इसमें अलग-अलग कण एक दूसरे के संपर्क में आ सकते हैं। यह प्रतिनिधित्व हवा के अध्ययन के तरीकों को काफी सरल बनाना संभव बनाता है। वायुगतिकी में, गति की उत्क्रमणीयता जैसी एक चीज होती है, जिसका व्यापक रूप से पवन सुरंगों के प्रयोगों के क्षेत्र में और वायु प्रवाह की अवधारणा का उपयोग करते हुए सैद्धांतिक अध्ययनों में उपयोग किया जाता है।
वायुगतिकी की महत्वपूर्ण अवधारणा
गति की उत्क्रमणीयता के सिद्धांत के अनुसार, एक स्थिर माध्यम में किसी पिंड की गति पर विचार करने के बजाय, हम एक गतिहीन पिंड के संबंध में माध्यम के पाठ्यक्रम पर विचार कर सकते हैं।
विपरीत गति में घटना की अविरल प्रवाह गति स्थिर हवा में शरीर की गति के बराबर होती है।
एक स्थिर हवा में चलने वाले शरीर के लिए, वायुगतिकीय बल स्थिर के समान ही होंगे(स्थिर) शरीर वायु प्रवाह के अधीन है। यह नियम काम करता है बशर्ते हवा के संबंध में शरीर की गति समान हो।
वायु प्रवाह क्या है और इसकी मूल अवधारणाएं क्या हैं
गैस या तरल कणों की गति का अध्ययन करने के लिए अलग-अलग तरीके हैं। उनमें से एक में, स्ट्रीमलाइन की जांच की जाती है। इस पद्धति के साथ, अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर एक निश्चित समय पर व्यक्तिगत कणों की गति पर विचार किया जाना चाहिए। कणों की निर्देशित गति जो बेतरतीब ढंग से चलती है, एक वायु प्रवाह है (एक अवधारणा जो व्यापक रूप से वायुगतिकी में उपयोग की जाती है)।
हवा के प्रवाह की गति को स्थिर माना जाएगा यदि अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर इसकी गति का घनत्व, दबाव, दिशा और परिमाण समय के साथ अपरिवर्तित रहे। यदि ये पैरामीटर बदलते हैं, तो आंदोलन को अस्थिर माना जाता है।
स्ट्रीमलाइन को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: इसके प्रत्येक बिंदु पर स्पर्शरेखा उसी बिंदु पर वेग वेक्टर के साथ मेल खाती है। इस तरह की स्ट्रीमलाइनों की समग्रता एक प्राथमिक जेट बनाती है। यह एक ट्यूब में संलग्न है। प्रत्येक व्यक्तिगत ट्रिकल को अलग किया जा सकता है और कुल वायु द्रव्यमान से अलगाव में बहने के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है।
जब वायु धारा को धाराओं में विभाजित किया जाता है, तो आप अंतरिक्ष में इसके जटिल प्रवाह की कल्पना कर सकते हैं। गति के मूल नियम प्रत्येक व्यक्तिगत जेट पर लागू किए जा सकते हैं। यह द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण के बारे में है। इन नियमों के समीकरणों का उपयोग करके, कोई व्यक्ति हवा और एक ठोस पिंड की परस्पर क्रिया का भौतिक विश्लेषण कर सकता है।
गति और गति का प्रकार
प्रवाह की प्रकृति के संबंध में, वायु प्रवाह अशांत और लामिना है। जब वायु की धाराएँ एक ही दिशा में चलती हैं और एक दूसरे के समानांतर होती हैं, तो यह एक लामिना का प्रवाह होता है। यदि वायु कणों की गति बढ़ जाती है, तो उनके पास अनुवाद के अलावा, अन्य तेजी से बदलती गति भी होने लगती है। अनुवाद गति की दिशा के लंबवत कणों का प्रवाह बनता है। यह अराजक-अशांत प्रवाह है।
वायु प्रवाह को मापने के सूत्र में दबाव शामिल है, जो कई तरह से निर्धारित होता है।
एक असंपीड्य प्रवाह की गति वायु द्रव्यमान के घनत्व के संबंध में कुल और स्थिर दबाव के बीच अंतर की निर्भरता का उपयोग करके निर्धारित की जाती है (बर्नौली समीकरण): v=√2(p 0-पी)/पी
यह सूत्र 70 m/s तक के प्रवाह के लिए कार्य करता है।
वायु घनत्व दबाव और तापमान के नॉमोग्राम द्वारा निर्धारित किया जाता है।
दबाव को आमतौर पर लिक्विड मैनोमीटर से मापा जाता है।
पाइपलाइन की लंबाई के साथ वायु प्रवाह दर स्थिर नहीं होगी। यदि दबाव घटता है और हवा का आयतन बढ़ता है, तो यह लगातार बढ़ता है, जिससे सामग्री के कणों की गति में वृद्धि होती है। यदि प्रवाह वेग 5 m/s से अधिक है, तो उस उपकरण के वाल्व, आयताकार मोड़ और झंझरी में अतिरिक्त शोर हो सकता है जिसके माध्यम से यह गुजरता है।
ऊर्जा सूचक
वह सूत्र जिससे शक्ति का निर्धारण होता हैवायु प्रवाह (मुक्त), इस प्रकार है: N=0.5SrV³ (W)। इस अभिव्यक्ति में, N शक्ति है, r वायु घनत्व है, S प्रवाह (m²) से प्रभावित पवन चक्र का क्षेत्र है और V हवा की गति (m/s) है।
सूत्र से यह देखा जा सकता है कि वायु प्रवाह दर की तीसरी शक्ति के अनुपात में उत्पादन शक्ति बढ़ती है। तो जब गति 2 गुना बढ़ जाती है, तो शक्ति 8 गुना बढ़ जाती है। इसलिए, कम प्रवाह दर पर थोड़ी मात्रा में ऊर्जा होगी।
प्रवाह से सारी ऊर्जा, जो पैदा करती है, उदाहरण के लिए, हवा, निकाली नहीं जा सकती। तथ्य यह है कि ब्लेड के बीच हवा के पहिये के माध्यम से मार्ग निर्बाध है।
हवा के प्रवाह में किसी भी गतिमान पिंड की तरह गति की ऊर्जा होती है। इसमें एक निश्चित मात्रा में गतिज ऊर्जा होती है, जो जैसे-जैसे यह रूपांतरित होती है, यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाती है।
वायु प्रवाह की मात्रा को प्रभावित करने वाले कारक
हवा की अधिकतम मात्रा कई कारकों पर निर्भर करती है। ये डिवाइस और आसपास के स्थान के पैरामीटर हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम एक एयर कंडीशनर के बारे में बात कर रहे हैं, तो एक मिनट में उपकरण द्वारा ठंडा किया गया अधिकतम वायु प्रवाह कमरे के आकार और डिवाइस की तकनीकी विशेषताओं पर काफी निर्भर करता है। बड़े क्षेत्रों के साथ, सब कुछ अलग है। इन्हें ठंडा करने के लिए अधिक तीव्र वायु प्रवाह की आवश्यकता होती है।
पंखे में व्यास, घूर्णन गति और ब्लेड का आकार, घूर्णन गति, इसके निर्माण में प्रयुक्त सामग्री महत्वपूर्ण हैं।
बीप्रकृति में, हम बवंडर, आंधी और बवंडर जैसी घटनाओं को देखते हैं। ये सभी हवा की गति हैं, जिनमें नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड अणु, साथ ही पानी, हाइड्रोजन और अन्य गैसें शामिल हैं। ये वायु प्रवाह भी हैं जो वायुगतिकी के नियमों का पालन करते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक भंवर बनता है, तो हम एक जेट इंजन की आवाज़ सुनते हैं।
