Статическое давление воздуха

Статическое давление воздуха, закон Бернулли

Как и всякое движущееся тело, газ или воздух может производить работу, т. е. обладает некоторым запасом кинетической энергии (энергии движения) и потенциальной энергии (энергии давления).

Потенциальная энергия единицы объёма (1 см³) движущегося газа называется статическим давлением или просто давлением.

Статическое давление движущегося газа — это давление газа на поверхность (стенку), вдоль которой газ движется, т. е. давление, действующее перпенди­кулярно линиям тока.

Как меняется это давление с изменением скорости движения?

Опыт 6.

Дунем в пространство между двумя металлически­ми, слегка изогнутыми пластинками, подвешенными на проволочной рамке.

Пластинки плотно сойдутся между собой.

Пока пластинки висели спокойно, на них со всех сторон действовало равное давление. Как только мы начали дуть, между ними возникло падение статиче­ского давления (на стенки перпендикулярно струям тока) и наружное давление, оставшееся прежним, сдавило наши пластинки. То же самое мы увидим, ес­ли поместим этот прибор в потолок аэродинамической трубы (рис. 7).

Опыт с двумя металлическими пластинками в аэродинамической трубе

Опыт с двумя металлическими пластинками в аэродинамической трубе

Здесь поток обдувает пластинки со всех сторон, но сама форма пластинок заставляет сжиматься струи между ними, а следовательно, и увеличивать их ско­рость в отношении окружающего потока. Опять полу­чилось падение статического давления в месте, где скорость потока увеличилась. Пластинки вновь плотно сжались между собой.

Опыт 7.

В трубку, оканчивающуюся круглым диском, жёст­ко прикреплённым к ней, подуем с силой изо рта.

Вторая лёгкая металлическая пластинка (незакреп­лённая), помещённая параллельно первой, подпрыгнет и прижмётся, совершая колебательные движения ря­дом с первой пластинкой. В этом случае, продувая струю воздуха между двумя параллельными пластин­ками, мы также создаём там падение статического давления (разрежение), куда и устремляется лёгкая пластинка под дейст­вием   оставшегося прежним наружного давления (снизу).

падение статического давления

падение статического давления

Опыт 8.

В металлической трубке, закрытой с од­ного конца, в стенке сделано тонкое отвер­стие. Начнём изо рта дуть в открытый конец трубки и аккуратно в эту тонкую струю (на расстоянии 3—4 см от отвер­стия) введём лёгкий пробковый шарик. Шарик немного подпрыгнет, но останется в воздушной струе, совер­шая в ней беспорядочные движения.

Скоростной напор подбросил шарик. Лобовое со­противление шарика в потоке не даёт ему падать вниз. Создавшееся сужение струй вокруг стенок ша­рика увеличивает их скорость, а вместе с тем умень­шает статическое давление. Большее давление, кото­рое окружает всю струю воздуха, не даёт шарику вы­скочить в сторону (рис. 9).

Лобовое со­противление шарика

Лобовое со­противление шарика

Опыт 9.

Если же мы положим шарик в ямку (в раззенкованное отверстие), то сила воздушной струи его от­туда уже не вытолкнет, ибо между стенкой ямки и параллельной ей образующей шарика возникло паде­ние статического давления, ввиду увеличения скоро­сти потока (рис. 10).

падение статического давления в струях жидкостей и газов

падение статического давления в струях жидкостей и газов

Это явление — падение статического давления в струях жидкостей и газов — вытекает из закона Да­ниила Бернулли. Одно из следствий этого закона гласит: при увеличении скорости струи статическое давление в ней уменьшается.

Законом Бернулли объясняется:

Действие пульверизатора (рис. 11).

Действие пульверизатора

Действие пульверизатора

Принцип действия автомобильного и авиацион­ного карбюраторов (рис. 12).

Принцип действия автомобильного и авиацион­ного карбюраторов

Принцип действия автомобильного и авиацион­ного карбюраторов

Притяжение кораблей, идущих параллельным курсом (рис. 13).

Притяжение кораблей идущих параллельным курсом

Притяжение кораблей идущих параллельным курсом

Давление над крышей, в особенности с подвет­ренной стороны, меньше, чем под крышей (рис. 14), что приводит нередко, при сильном ветре, к срыву крыши вверх.

Срыв крыши при сильном ветре

Срыв крыши при сильном ветре