Швидкість повітря через тунель довжиною 5000 футів і діаметром 30 футів?


3

Я архітектор, який потребує допомоги з проблемою аеродинаміки для дизайну, який я розробляю. Потрібно знати потенційну швидкість повітря, що рухається від одного кінця труби до іншої, якщо вона є, з постійною різницею в температурі 20 °. Температура на одному кінці труби була б рівномірно на 20 ° F холодніше, ніж температура на протилежному кінці. Я припускаю, що різниця температур призведе до того, що тепле повітря перейде до холодного кінця. Труба / тунель має бути 30 футів в діаметрі і 5000 футів в довжину. Я зацікавлений у використанні будь-якої потенційної роботи або сили з цього обсягу повітря, що рухається через різницю температур. Дякуємо за будь-яку допомогу, яку ви можете надати.


3
Природні вентиляції тунелю є темою, яку ви шукаєте. Ви повинні визначити, чи є це те, що ви компетентні для проведення аналізу, або вам доведеться найняти інженера, який має це в межах своєї компетенції. Вам також потрібно буде з'ясувати, наскільки точна цифра вам потрібна. залежно від того, наскільки точно потрібна швидкість, будівництво тунелю може бути дуже важливим, бетон проти сталі, форма D проти круглого проти квадрата, і т.д. за секунду і швидкість звуку.
Dopeybob435

3
@Ken_Miller: тепле повітря піднімається. Ваше припущення про теплий повітря, що тече до холодного кінця тунелю, не дійсне. Буде відбуватися протилежне, якщо є достатня різниця тисків повітря між кожним кінцем тунелю. Необхідно звернутися до інженера з вентиляції, бажано до інженера з вентиляції шахти.
Fred

Як каже Павло, потрібно знати граничні умови на двох кінцях. Так ви втрачаєте або щільність, або тиск на кожному кінці. Якщо кінці відкриті для атмосфери, можна просто використовувати стандартні значення атмосфери в першому наближенні.
jjack

Потім потрібно зробити деякі припущення про тунель і обчислити падіння тиску через тертя. Тоді ви повинні вирішити для швидкості в тунелі, якщо у вас є достатньо рівнянь.
jjack

Відповіді:


1

Перш за все, потік повітря обумовлений різницею тиску, а не температурою, хоча вони пов'язані між собою. Тому потрібно знати падіння тиску. Ви повинні вгадати різницю тисків, або використовувати закон ідеального газу для знаходження тиску на кінцях:

$ P = rho RT $, де $ rho $ - щільність повітря при цій конкретній температурі (див тут ), $ T $ - температура, яку ви повинні знати, і $ R $ є газовою константою для повітря ($ R $ = 53,35 фут lbf / lb / $ ^ {{circ} $ R).

Існує багато способів знайти швидкість, але для цього потрібно знати шорсткість труби, режим потоку тощо. тут як тільки ви знаєте свій тиск.

І використовують властивості повітря з Росії тут .

Ви можете знайти перетворення швидкості (від Imperial до SI) тут .

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.