Содержание
Дующий ветер оказывает давление на объекты, которые находятся на его пути. Величина давления, оказываемого ветром на объект, зависит от скорости и плотности ветра, а также от формы объекта. Если вы знаете эти три переменные, вы можете легко преобразовать скорость ветра в давление в фунтах на квадратный дюйм (psi). Прежде чем пытаться выполнить этот расчет, полезно знать, что плотность сухого воздуха на уровне моря составляет примерно 1,25 кг на кубический метр и что каждый объект имеет коэффициент сопротивления (C), который можно оценить на основе его формы.
Преобразование скорости в давление
Запишите это уравнение, переводя скорость ветра в метрах в секунду (м / с) в давление в ньютонах на квадратный метр (Н / м ^ 2):
Давление = 0,5 x C x D x V ^ 2
C = Коэффициент сопротивления D = Плотность воздуха (кг / м ^ 3) V = Скорость воздуха (м / с) ^ = «в силу»
Получите значение скорости ветра, которое вы хотите преобразовать в давление. Это должно быть в метрах в секунду, иначе уравнение не будет работать.
Пример: V = 11 м / с
Оцените коэффициент сопротивления на основе формы поверхности вашего объекта, которая обращена к ветру.
Пример: C для одной грани кубического объекта = 1,05
Другие включают в себя:
Сфера: 0,47 Полусфера: 0,42 Конус = 0,5 Угол куба = 0,8 Длинный цилиндр = 0,82 Короткий цилиндр = 1,15 Обтекаемое тело = 0,04 Обтекаемое полутело = 0,09
Для получения дополнительной информации об этих фигурах, перейдите по ссылке в разделе Ресурсы.
Вставьте значения в уравнение и рассчитайте свой ответ:
Давление = 0,5 х 1,05 х 1,25 кг / м ^ 3 х (11 м / с) ^ 2 = 79,4 Н / м ^ 2
Перевод единиц измерения
Выполните любые необходимые преобразования в единицы, которые вы хотите. Скорость ветра должна быть в метрах в секунду, чтобы уравнение было точным.
Преобразование миль в час в метры в секунду (м / с) путем умножения скорости в милях в час на 0,447. Это значение получается путем деления количества метров в 1 миле, 1609, на количество секунд в 1 часе, 3600.
Пример: 23 миль / ч x 0,447 = 10,3 м / с
Перевести Ньютон на квадратный метр (Н / м ^ 2) в фунты на квадратный дюйм, умножив давление в Н / м ^ 2 на 0,000145. Это число основано на количестве ньютонов в фунте и количестве квадратных дюймов в квадратном метре.
Пример: 79,4 Н / м ^ 2 x 0,000145 = 0,012 фунт / кв.дюйм