Is sleepkoëffisiënt konstant: hoe en gedetailleerde feite


Die sleepkoëffisiënt is 'n dimensielose fisiese hoeveelheid wat beïnvloed word deur die verskillende parameters wat deur die beweging in die vloeistofmedium beïnvloed kan word.

In die studie van vloeimeganika, die sleepkoëffisiënt speel 'n belangrike rol aangesien dit die beweging weerstaan van die vaste voorwerp in die vloeibare medium. Hierdie sleepkoëffisiënt hang af van snelheid, die voorwerp se deursnee-area en digtheid. Is die sleepkoëffisiënt konstant as die parameter hierbo verskil?

Ons probeer om die bogenoemde vergelyking in hierdie pos te beantwoord. Kom ons bespreek hoe en wanneer sleepkoëffisiënt konstant is en die feite wat verband hou met die konstante sleepkoëffisiënt hieronder.

Die sleepkoëffisiënt word direk beïnvloed deur die snelheid van die vloei van die voorwerp in die vloeistof. As die snelheid konstant gehou word oor 'n tydperk, kan daar 'n verandering in die sleur wees, maar die sleurkoëffisiënt is konstant aangesien dit die dimensielose hoeveelheid is.

CD=2FD/ρv2A

Uit die bogenoemde formule, as ons die voorwerpbeweging in die vloeistof oorweeg, die terme FD, ρ en A is konstant vir dieselfde voorwerp; dus, slegs moontlike veranderinge in die snelheid kan ons bogenoemde vergelyking as skryf

CD=Konstante/v2

Dus stem die verandering in snelheid omgekeerd ooreen met die sleepkoëffisiënt.

Beeldkrediete: Beeld deur Mylene2401 van pixabaai 

Hoe verskil sleepkoëffisiënt?

Sommige faktore soos lugweerstand, vorm en geometrie van die voorwerp beïnvloed die sleepkoëffisiënt. Maar die variasie van die sleepkoëffisiënt hang heeltemal af van die snelheid van die voorwerp in die vloeistof.

Die kwadraat van die snelheid van die voorwerp is eweredig aan die sleepkoëffisiënt van die voorwerp in vloeibare omgewings. Die sleepkoëffisiënt wissel met die kwadraat van die relatiewe snelheid van die voorwerp.

Oorweeg die aërodinamiese drag; as die snelheid van die voorwerp tot sy kwadraatwaarde toeneem, val die sleepkoëffisiënt teen dieselfde waarde af. Dus teen 'n hoër snelheid is die sleepkoëffisiënt minder, wat die beter werkverrigting gee. Dit is dus duidelik dat toename in snelheid, die sleepkoëffisiënt afneem.

Beeldkrediete: Beeld deur Colin Behrens van Pixabay 

Wanneer verskil sleepkoëffisiënt?

In die meeste gevalle wissel die sleepkoëffisiënt met snelheid omgekeerd. Maar behalwe die snelheid, is daar verskeie faktore wat verantwoordelik is vir die variasie van die sleepkoëffisiënt. Sommige van hulle word hieronder gelys:

  • Die hoek van voorwerp - Die faktore-hellingshoek van die voorwerp in die vloeistofoppervlak is een rede vir die variasie van die sleepkoëffisiënt. Wanneer die aanvalshoek kleiner is, is die sleepkoëffisiënt laer.
is sleepkoëffisiënt konstant
Variasie van sleepkoëffisiënt met hoek
  • Die digtheid van die medium - As die voorwerp laag is van een medium na 'n ander medium van verskillende digthede, verskil die sleepkoëffisiënt vir dieselfde voorwerp. Neem in ag dat voorwerp van lug na water beweeg; die digtheid van die lug en water verskil van mekaar. Dus verander die sleepkrag wat aan die voorwerp gebied word, en verander dus die sleepkoëffisiënt.
  • Nog 'n noodsaaklike gevolg van wissel in sleurkoëffisiënt is die tipe vloei. Wanneer die lugvloei of hidrouliese vloei turbulent is teen 'n hoër snelheid, sal variasie in die weerstandskoëffisiënt voorkom.
  • Deursnit area -Die verwysingsarea van die voorwerp se deursnee beïnvloed die sleepkrag. As die oppervlakte van die voorwerp verdubbel word, word die sleepkrag ook verdubbel. Die verandering van die sleurkrag veroorsaak dus die proporsionele verandering in die sleurkoëffisiënt.

D=Aref×konstant; waar 'nref is die verwysingsgebied.

Wanneer is sleepkoëffisiënt konstant?

In die meeste gevalle word daar na die konstante sleurkoëffisiënt verwys as die konstante snelheid – dit beteken as die snelheid van die voorwerp op die vloeibare medium konstant gehou word, sal die sleepkoëffisiënt ook konstant bly.

Die konstante sleepkoëffisiënt hang af van die Reynolds-getal ook. Solank as wat die Reynolds-getal konstant is vir die voorwerpvloei, bly die sleepkoëffisiënt konstant.

Een feit wat ons hier moet waarneem, is die Reynolds-nommer van die voorwerpbeweging in die vloeistofmedium is ook afhanklik van die entiteite soos spoed, digtheid en viskositeit van die medium. Dus word konstante sleepkoëffisiënt geassosieer met die betrokke terme om die beweging van die liggaam in die vloeibare omgewing te beskryf.

Algemene vrae

Wat gebeur wanneer 'n voorwerp 'n hoë weerstandskoëffisiënt het?

Die lae of hoë waarde van die sleepkoëffisiënt beïnvloed die beweging van die voorwerp in die vloeistof direk.

As 'n voorwerp 'n hoër sleepkoëffisiënt het, kan die voorwerp 'n plat plaat wees waarvan die vermoë om in die vloeistofoppervlak te beweeg relatief stadig is. Die voorwerp met 'n hoë sleepkoëffisiënt vertoon aansienlike weerstand teen die beweging.

Wat word bedoel met Reynolds-nommer?

In vloeimeganika beskryf die Reynolds-getal die vloeipatroon van die voorwerp in verskillende vloeistowwe.

Reynolds-getal kan gedefinieer word as die dimensielose getal wat gegee word deur die verhouding van traagheidskrag oor die viskose krag van die vloeistof. Die Reynolds-getal help om die vloei van die vloeistofstelsel te kategoriseer as die turbulente, vaartbelynde of laminêre vloei.

Kan die sleepkoëffisiënt van 'n liggaam groter as 1 wees?

Die waarde van die sleepkoëffisiënt hang af van die aard van die vloei soos stroomlyn of turbulente vloei.

As twee voorwerpe van dieselfde area van deursnee met dieselfde snelheid beweeg, kan dit verskillende sleepkoëffisiënte hê. Die sleepkoëffisiënt vir 'n vaartbelynde liggaam is altyd minder as 1, terwyl, vir nie-vaartbelynde liggame, die sleepkoëffisiëntwaarde 1 of meer as 1 kan wees.

Beïnvloed die grootte van die voorwerp die sleepkoëffisiënt?

Die sleepkoëffisiënt en die grootte van die voorwerp het met mekaar gekorreleer. Voorwerpe van verskillende groottes besit verskillende viskose en traagheidskragte wat verantwoordelik is vir die sleepkrag.

Die verskillende viskose en traagheidskrag verwys na die verskillende Reynolds-getal; dit beteken dat die grootte van die voorwerp na 'n verandering in die Reynolds-getal verwys. Dit is dus duidelik dat die grootte van die voorwerp die sleepkoëffisiënt in verskeie mate beïnvloed.

Hang die sleepkoëffisiënt van die hoogte af?

Sleepkoëffisiënt is onafhanklik van die hoogte. Die toename of afname in die hoogte het geen impak op die sleurkoëffisiënt nie.

In sommige gevalle, soos die hoogte toeneem, kan die Reynolds-getal verander; dus sal daar 'n verandering in die sleepkoëffisiënt wees. Maar as die Reynolds-getal onveranderd bly, selfs al verander die hoogte, word die sleepkoëffisiënt nie deur die hoogte beïnvloed nie.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings