1.7 流動空氣的動壓和靜壓
飛機飛行離不開流動的空氣
使用自來水軟管,可以做成水噴頭。捏緊軟管的端部,水流變急,則水噴得更遠。對于像水這種即使流道變窄,體積也不會收縮的流體,具有流道越窄流速越快的性質。稱此為非壓縮性流體中的連續性法則。
即使流動中壓力變化,但體積基本不變的流體稱為非壓縮性流體。
只要流速在聲速以下,空氣也可以按非壓縮性流體處理。稱作文丘里管(Venturi throat)的流道如果依次變窄,使空氣在其中流動,空氣也遵從連續性法則,流速會變快。隨著流速變快,面向流動方向的面上所受到的動壓當然變大。
噴氣發動機的渦輪,采用與自來水軟管端部被捏緊相同的原理,使空氣出口噴嘴變窄,沖擊渦扇的空氣流速大大提高。
對于非壓縮性流體來說,動壓與靜壓之和是一定的。稱其為伯努利(Bernoulli)定理。流道變窄、動壓上升,面向流動的不分方向的壓力(靜壓)下降。
過去噴霧采用的方法就是利用上述伯努利定理,使水吸上并使其噴為霧狀。如圖所示,取吸管的中段,用小刀切開一道縫并保持兩部分相連。再用小刀傾斜地削去上部分的二分之一,彎成直角,便構成簡單的實驗裝置。當口吹吸管時,由于彎折吸管出口的靜壓低,從而水被吸上。壓力差變成使水上升的力。
飛機的機翼也是通過在翼型和相對于空氣流的方向等方面采取措施,使機翼上面的空氣流流速加快而產生升力的。
由此,請讀者記住,隨著空氣的流速加快,靜壓會逐漸下降。
本節重點
(1)非壓縮性流體的兩個重要定律。
(2)流道變窄則流速增加。
(3)流速增加則靜壓變低。