Przepływ powietrza — ciągłość, Bernoulli i warstwa przyścienna
Zasada ciągłości i prawo Bernoulliego na przykładzie rurki Venturiego, zależność sił od kwadratu prędkości oraz warstwa przyścienna laminarna i turbulentna. Z rysunkami i pytaniami z egzaminu ULC.
Schematy poglądowe. W rurce wysokość cieczy w rurkach pokazuje ciśnienie statyczne.
Co musisz zapamiętać
- Zasada ciągłości: S · v = const — gdy przekrój maleje, prędkość rośnie.
- Prawo Bernoulliego: suma ciśnienia statycznego i dynamicznego jest stała, więc tam, gdzie powietrze płynie szybciej, ciśnienie statyczne jest niższe.
- Siła nośna i opór rosną z kwadratem prędkości: dwa razy szybciej — cztery razy większa siła.
- Warstwa przyścienna: prędkość rośnie w niej od zera przy powierzchni do prędkości opływu. Laminarna ma mniejszy opór tarcia niż turbulentna; granica to punkt przejściowy.
| Warstwa laminarna | Warstwa turbulentna | |
|---|---|---|
| Przepływ | uporządkowany, warstwami | zawirowany |
| Grubość | cienka | grubsza |
| Opór tarcia | mniejszy | większy |
| Gdzie | od krawędzi natarcia do punktu przejściowego | za punktem przejściowym |
Tam, gdzie powietrze płynie szybciej, ciśnienie statyczne jest niższe. W warstwie przyściennej prędkość rośnie od zera przy powierzchni do prędkości opływu.
Ciągłość i Bernoulli
Ile powietrza wpływa do kanału, tyle musi wypłynąć, więc w przewężeniu płynie ono szybciej — to zasada ciągłości (S · v = const). Prawo Bernoulliego mówi, że suma ciśnienia statycznego i dynamicznego jest w przepływie stała: gdzie rośnie prędkość, a z nią ciśnienie dynamiczne (½ρv²), tam spada ciśnienie statyczne. Na tym opiera się rurka Venturiego, gaźnik, a w dużej mierze także różnica ciśnień nad i pod skrzydłem.
Warstwa przyścienna
Przez lepkość powietrze przy samej powierzchni „przykleja się” do niej, a jego prędkość rośnie dopiero w cienkiej warstwie — warstwie przyściennej. Na początku jest ona laminarna, a za punktem przejściowym staje się turbulentna i grubsza. Im większa lepkość, tym grubsza warstwa i większy opór tarcia. Profile laminarne mają największą grubość dalej od noska (ok. 50–70% cięciwy), żeby utrzymać przepływ laminarny jak najdłużej — za to są wrażliwsze na zabrudzenia niż profile klasyczne.
Tak pytają na egzaminie ULC
Pokaż odpowiedź
Poprawna odpowiedź: prawo Bernouli’ego
Pokaż odpowiedź
Poprawna odpowiedź: Warstwa powietrza opływającego dowolny element statku powietrznego, w której prędkość zmienia się od zera do prędkości opływu
Pokaż odpowiedź
Poprawna odpowiedź: wzrośnie czterokrotnie
Przećwicz cały temat
Załóż konto — 3 dni za darmoZasady lotu
Cały przedmiot: zakres egzaminu, lekcje i przykładowe pytania.
Zasady lotu (samolot) na egzaminie PPL(A) → Osie samolotu, stery i lotki — sterowność →Profil lotniczy — cięciwa, szkieletowa, grubość i strzałka →Gęstość powietrza, ISA i rodzaje wysokości →Fizyka dla pilota: jednostki SI, ruch, moment i równowaga →Źródła
- Wikipedia: Venturi effect
- Baza pytań ULC (PPL(A), SPL) — ciągłość, Bernoulli, warstwa przyścienna, profile laminarne