Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الضغط الديناميكي

الضغط الديناميكي

1738
  • Daniel Bernoulli
إعداد نفق الرياح مع أنبوب بيتوت لقياس الضغط الديناميكي في ميكانيكا الموائع.

(صورة توضيحية فقط)

متحرك ضغطالطاقة الحركية، التي يُرمز لها بـ q أو Q، هي الطاقة الحركية لكل وحدة حجم من المائع. تُعرَّف بالصيغة q = ½ ρu²، حيث ρ هي كثافة المائع المحلية و u هي سرعة المائع. تُعد هذه الكمية أساسية في ديناميكا الموائع لتحديد الضغط الناتج عن حركة المائع.

The concept of dynamic pressure originates from the الحفاظ على الطاقة for a moving fluid. It represents the portion of the fluid’s total energy associated with its bulk motion. The formula [latex]q = \frac{1}{2} \rho u^2[/latex] can be derived by considering the kinetic energy ([latex]E_k = \frac{1}{2} m u^2[/latex]) of a small parcel of fluid with mass [latex]m[/latex] and volume [latex]V[/latex]. Since density [latex]\rho[/latex] is mass per unit volume ([latex]\rho = m/V[/latex]), the kinetic energy per unit volume is [latex]E_k/V = (\frac{1}{2} m u^2)/V = \frac{1}{2} (m/V) u^2 = \frac{1}{2} \rho u^2[/latex]. This result shows that dynamic pressure is not a pressure in the conventional sense of a normal force per unit area exerted by molecular collisions (which is static pressure). Instead, it is a scalar quantity with units of pressure (Pascals in SI units) that conveniently represents the kinetic energy density of the flow. This distinction is crucial; dynamic pressure cannot be measured directly by a standard pressure gauge oriented parallel to the flow. It can only be measured by bringing the fluid to a stop isentropically, converting its kinetic energy into a measurable pressure increase.

تاريخيًا، وضع دانيال برنولي الأساس في كتابه "الهيدروديناميكا" عام 1738. وبينما صاغ المبدأ الأساسي لحفظ الطاقة في الموائع، أصبح التحديد الصريح لمصطلح "الضغط الديناميكي" وتسميته كمصطلح مستقل أكثر شيوعًا مع تطور ديناميكا الموائع والديناميكا الهوائية الحديثة في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. تكمن فائدته في تبسيط معادلات ديناميكا الموائع المعقدة. على سبيل المثال، في العديد من حسابات الديناميكا الهوائية، تُحوّل القوى إلى قيم لا بُعدية باستخدام الضغط الديناميكي، مما يسمح بمقارنة الأداء الديناميكي الهوائي لأجسام مختلفة الأحجام عند سرعات مختلفة وفي موائع مختلفة، طالما بقيت المعايير الأخرى ثابتة. رقم رينولدز يتم مطابقتها. وهذا يجعلها كمية أساسية لاختبارات نفق الرياح وديناميكيات الموائع الحسابية (CFD).

UNESCO Nomenclature: 2210
الميكانيكا

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • قوانين إسحاق نيوتن للحركة
  • مفهوم الطاقة الحركية ([latex]E_k = \frac{1}{2}mv^2[/latex])
  • المفاهيم المبكرة للضغط والكثافة
  • مبادئ الحفاظ على الطاقة

التطبيقات

  • تصميم الطائرات (حساب الرفع والسحب)
  • تصميم مقياس فنتوري لقياس التدفق
  • تشغيل أنبوب بيتو لقياس سرعة الهواء
  • التنبؤ بالطقس (تحليل أحمال الرياح على الهياكل)
  • تصميم السيارات (التحسين الديناميكي الهوائي)
  • الهندسة المدنية (تحميل الرياح على الجسور والمباني)

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • واجهات المباني المتكيفة التي تغير شكلها لتقليل حمل الرياح استنادًا إلى بيانات مستشعر الضغط الديناميكي في الوقت الفعلي
  • ملابس رياضية ذكية مزودة بأجهزة استشعار مدمجة لقياس الضغط الديناميكي للهواء أو الماء، مما يوفر ردود فعل لتحسين الشكل وتقليل السحب
  • طائرة بدون طيار flight controllers that use dynamic pressure calculations for more accurate energy consumption estimates and extended flight times
  • نماذج الطقس المتقدمة التي تستخدم مجالات الضغط الديناميكية للتنبؤ بشكل أفضل بإمكانية حدوث أضرار هيكلية من العواصف والأعاصير
  • الأجهزة الطبية القابلة للزرع التي تراقب تدفق الدم عن طريق حساب الضغط الديناميكي للكشف عن تضيق الأوعية الدموية أو تمدد الأوعية الدموية
  • أنظمة التحكم الديناميكية القائمة على الضغط للمركبات ذاتية القيادة تحت الماء (AUVs) للحفاظ على كفاءة الإبحار المثلى في التيارات المختلفة
  • أنظمة الرش الزراعي التي تضبط ضغط الفوهة وحجم القطرات بناءً على الضغط الديناميكي للرياح المحيطة لتقليل الانجراف
  • أنظمة تكييف وتدفئة عالية الكفاءة تعمل على تعديل سرعة المروحة بناءً على قياسات الضغط الديناميكي داخل القنوات لتوفير الطاقة
  • أنظمة السلامة في القطارات عالية السرعة التي تستخدم الضغط الديناميكي للتنبؤ بعدم الاستقرار الناجم عن الرياح المعاكسة ومواجهته
  • معروضات متحفية تفاعلية تسمح للمستخدمين بتصور حقول الضغط الديناميكية حول الأشياء في نفق الرياح الافتراضي
المواضيع ذات الصلة: الضغط الديناميكي، ديناميكا الموائع، الطاقة الحركية، كثافة المائع، سرعة المائع، مبدأ برنولي، الضغط، الديناميكا الهوائية، التدفق غير القابل للانضغاط. ميكانيكا الموائع.

السياق التاريخي

الضغط الديناميكي

1678
1687
1687
1738
1750
1785
1788
1672
1687
1687
1738
1750
1757
1788
1800

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.