Давление ветра на м2 таблица – Охлаждающий эффект ветра. Влияние скорости ветра на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру воздуха и конвекционный теплообмен.

Давление ветра. Физика на каждом шагу

Давление ветра

Когда ветер, т. е. движущийся поток воздуха, встречает преграду, он оказывает на нее давление большее, чем 1 кг на квадратный сантиметр. Давление воздуха на эту преграду спереди и сзади в таких случаях не уравновешивается, и избыток давления со стороны ветра стремится сдвинуть преграду с места. Это усилие и имеют в виду, когда говорят о «давлении ветра».

Величина давления ветра на обдуваемую им поверхность зависит от его скорости, от его «силы». Слабый ветер давит на квадратный метр поверхности, поставленной под прямым углом к нему, с силою 4–5 кг, сильный ветер – до 30 кг, шторм – до 75 кг. Нетрудно рассчитать, что, например, на радиомачту в 4 м высоты и 5 см толщины сильный боковой ветер давит с силою 6 кг, а шторм – 15 кг. Вы легко можете вычислить также, что на телеграфную проволоку длиною 50 м и толщиною 4 мм сильный ветер оказывает давление в 4 кг, а телеграфный столб высотою 8 м и поперечником 25 см шторм стремится опрокинуть с силою 150 кг.

Интересно подсчитать, что сильнее: давление урагана или рабочее давление пара в цилиндре паровой машины? Как ни странно, но пар оказывает во много раз большее удельное давление, чем самый сильный ураган. Действительно, ураган давит с силою 300 кг на 1 м

2. Это составляет на 1 см2 в 10 000 раз меньше, т. е. 3/100 кг. Давление же пара, увлекающее цилиндр в движение, достигает десятков килограммов на 1 см2, а в новейших машинах еще больше. Следовательно, на одну и ту же площадку работающий пар давит в сотни раз сильнее, чем самый опустошительный ураган.

Если движущийся воздух сильно давит на встречное тело, то и спокойный воздух оказывает значительное давление на быстро движущееся тело. Это и есть причина того, что называют «сопротивлением воздуха».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Сила ветра. Шкала Бофорта

Сила ветра у земной поверхности по шкале Бофорта
(на стандартной высоте 10 м над открытой ровной поверхностью)

Баллы Бофорта Словесное определение силы ветра Скорость ветра, м/сек Действие ветра
на суше на море
0 Штиль 0-0,2 Штиль. Дым поднимается вертикально Зеркально гладкое море
1 Тихий 0,3-1,5 Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеру Рябь, пены на гребнях нет
2 Лёгкий 1,6-3,3 Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгер Короткие волны, гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными
3 Слабый 3,4-5,4 Листья и тонкие ветви деревьев всё время колышутся, ветер развевает верхние флаги Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки
4 Умеренный 5,5-7,9 Ветер поднимает пыль и бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев Волны удлинённые, белые барашки видны во многих местах
5
Свежий 8,0-10,7 Качаются тонкие стволы деревьев, на воде появляются волны с гребнями Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги)
6 Сильный 10,8-13,8 Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные провода Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади (вероятны брызги)
7 Крепкий 13,9-17,1 Качаются стволы деревьев, идти против ветра трудно Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру
8 Очень крепкий 17,2-20,7 Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
Умеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра
9 Шторм 20,8-24,4 Небольшие повреждения; ветер срывает дымовые колпаки и черепицу Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость
10 Сильный шторм 24,5-28,4 Значительные разрушения строений, деревья вырываются с корнем. На суше бывает редко Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая
11 Жестокий шторм 28,5-32,6 Большие разрушения на значительном пространстве. На суше наблюдается очень редко Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая
12 Ураган 32,7 и более   Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены. Очень плохая видимость

Шкала Бофорта — Википедия

Баллы БофортаСловесное определение силы ветраСредняя скорость ветра, м/сСредняя скорость ветра, км/чСредняя скорость ветра, узловДействие ветраИзображение
на сушена море
0Штиль0—0,2< 20—1Безветрие. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижныЗеркально гладкое мореBeaufort scale 0.jpg
1Тихий0,3—1,52—51—3Направление ветра заметно по относу дыма, но не по флюгеруРябь, пены на гребнях волн нет. Высота волн до 0,1 мBeaufort scale 1.jpg
2Лёгкий1,6—3,36—114—6Движение ветра ощущается лицом, шелестят листья, приводится в движение флюгерКороткие волны максимальной высотой до 0,3 м, гребни не опрокидываются и кажутся стекловиднымиBeaufort scale 2.jpg
3Слабый3,4—5,412—197—10Листья и тонкие ветви деревьев всё время колышутся, ветер развевает лёгкие флагиКороткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену. Изредка образуются маленькие барашки. Средняя высота волн 0,6 м, максимальная около 0,9 м.Beaufort scale 3.jpg
4Умеренный5,5—7,920—2811—16Ветер поднимает пыль и мусор, приводит в движение тонкие ветви деревьевВолны удлинённые, барашки видны во многих местах. Максимальная высота волн до 1,5 мBeaufort scale 4.jpg
5Свежий8,0—10,729—3817—21Качаются тонкие стволы деревьев, движение ветра ощущается рукойХорошо развитые в длину, но не крупные волны, максимальная высота волн 2,5 м, средняя — 2 м. Повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги)Beaufort scale 5.jpg
6Сильный10,8—13,839—4822—27Качаются толстые сучья деревьев, гудят телеграфные проводаНачинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади, вероятны брызги. Максимальная высота волн — до 4 м, средняя — 3 мBeaufort scale 6.jpg
7Крепкий13,9—17,150—6128—33Качаются стволы деревьевВолны громоздятся, гребни волн срываются, пена ложится полосами по ветру. Максимальная высота волн до 5,5 мBeaufort scale 7.jpg
8Очень крепкий17,2—20,762—7434—40Ветер ломает сучья деревьев, идти против ветра очень трудноУмеренно высокие длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра. Максимальная высота волн до 7,5 м, средняя — 5,5 мBeaufort scale 8.jpg
9Шторм20,8—24,475—8841—47Небольшие повреждения, ветер начинает разрушать крыши зданийВысокие волны (максимальная высота — 10 м, средняя — 7 м). Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимостьBeaufort scale 9.jpg
10Сильный шторм24,5—28,489—10248—55Значительные разрушения строений, ветер вырывает деревья с корнемОчень высокие волны (максимальная высота — 12,5 м, средняя — 9 м) с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударамBeaufort scale 10.jpg
11Жестокий шторм28,5—32,6103—11756—63Большие разрушения на значительном пространстве. Наблюдается очень редко.Видимость плохая. Исключительно высокие волны (максимальная высота — до 16 м, средняя — 11,5 м). Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пенуBeaufort scale 11.jpg
12Ураган33 и более118 и более64 и болееОгромные разрушения, серьезно повреждены здания, строения и дома, деревья вырваны с корнями, растительность уничтожена. Случай крайне редкий.Исключительно плохая видимость. Воздух наполнен пеной и брызгами. Всё море покрыто полосами пеныBeaufort scale 12.jpg

Охлаждающий эффект ветра. Влияние скорости ветра на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру воздуха и конвекционный теплообмен.

Ощущаемая температура - холод. Охлаждающий эффект ветра. Влияние скорости ветра на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру воздуха и конвекционный теплообмен.

Мы не очень привыкли учитывать тот факт, что ветер сильно влияет на конвекционный теплообмен и, таким образом, на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру. Это очень важно для личного комфорта, но не менее важным является учет скорости ветра при выборе корректного температурного режима теплоносителя в нерегулируемых системах отпления и в других похожих задачах. Имейте в виду, что для целого класса задач данный эффект будет "утепляющим" или "греющим".

Системы построенные по действующим СНИПам имеют огромный запас расчетной прочности и, поэтому, большое перепотребление ресурсов, в рамках которого учет влияния ветра представляется ничтожным. Данные обзора пригодятся для более аккуратных проектов.

Сведения нами приводятся для скорости ветра до 60 км/час, поскольку большая скорость ветра представляет серьезную опасность сама по себе и тут уж не о температуре пора думать, а куда спрятаться.

Охлаждающий эффект ветра.
Скорость ветра Охлаждающий эффект
(м/с) (км/час) (oC)
0.1 0,36 0
0.25 0,9 0.5
1.5 5,4 4
3 10,8 6
5 18 7
8 28,8 8
10 36 9

Существует приемлемая расчетная формула для вычисления эффективной температуры с учетом охлаждающего эффекта ветра:

tэфф = 13.12 + 0.6215 tв - 11.37 v0.16 + 0.3965 tв v0.16

где:

tэфф = эффективная температура с учетом ветра в oC

tв = температура воздуха в oC

v = скорость ветра в км/час

Ниже приводится таблица действующих (эффективных, ощущаемых) температур в oC для различных температур окружающего воздуха и скоростей ветра в км/час:

Смертельно опасно
Очень - очень холодно
Ощущаемая температура - холод. Охлаждающий эффект ветра. Влияние скорости ветра на ощущаемую (эффективную, действующую) температуру воздуха и конвекционный теплообмен.
Действующая (эффективная, ощущаемая) температура (oC)
Температура воздуха (oC) Скорость ветра км/час
5 10 15 20 30 40 50 60
Скорость ветра м/с
1,4 2,8 4,2 5,6 8,3 11,1 13,9 16,7

10

10 9 8 7 7 6 5 5

5

4 3 2 1 0 -1 -1 -2

0

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

-5

-7 -9 -11 -12 -13 -14 -15 -16

-10

-13 -15 -17 -18 -20 -21 -22 -23

-15

-19 -21 -23 -24 -26 -27 -29 -30

-20

-24 -27 -29 -30 -33 -34 -35 -36

-25

-30 -33 -35 -37 -39 -41 -42 -43

-30

-36 -39 -41 -43 -46 -48 -49 -50

-35

-41 -45 -48 -49 -52 -54 -56 -57

-40

-47 -51 -54 -56 -59 -61 -63 -64

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *