Inhalt
Wind weht übt Druck auf die Objekte aus, die im Weg sind. Der Druck, den der Wind auf ein Objekt ausübt, hängt von der Geschwindigkeit und Dichte des Windes und der Form des Objekts ab. Wenn Sie diese drei Variablen kennen, können Sie die Windgeschwindigkeit leicht in Druck in Pfund pro Quadratzoll (psi) umwandeln. Bevor Sie mit dieser Berechnung beginnen, sollten Sie wissen, dass die Dichte der trockenen Luft auf Meereshöhe ungefähr 1,25 kg pro Kubikmeter beträgt und dass jedes Objekt einen Widerstandsbeiwert (C) aufweist, der anhand seiner Form geschätzt werden kann.
Umwandlung von Geschwindigkeit in Druck
Schreiben Sie diese Gleichung, um die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde (m / s) in Druck in Newton pro Quadratmeter (N / m ^ 2) umzurechnen:
Druck = 0,5 x C x D x V ^ 2
C = Luftwiderstandsbeiwert D = Luftdichte (kg / m ^ 3) V = Luftgeschwindigkeit (m / s) ^ = "hoch"
Erhalten Sie den Windgeschwindigkeitswert, den Sie in Druck umwandeln möchten. Es muss in Metern pro Sekunde sein, sonst funktioniert die Gleichung nicht.
Beispiel: V = 11 m / s
Schätzen Sie den Luftwiderstandsbeiwert anhand der Form der Oberfläche Ihres Objekts, die dem Wind zugewandt ist.
Beispiel: C für eine Fläche eines kubischen Objekts = 1,05
Andere sind:
Kugel: 0,47 Halbkugel: 0,42 Kegel = 0,5 Würfelecke = 0,8 Langer Zylinder = 0,82 Kurzer Zylinder = 1,15 Stromlinienförmiger Körper = 0,04 Stromlinienförmiger Halbkörper = 0,09
Weitere Informationen zu diesen Formen finden Sie unter dem Link im Abschnitt Ressourcen.
Stecken Sie die Werte in die Gleichung und berechnen Sie Ihre Antwort:
Druck = 0,5 × 1,05 × 1,25 kg / m × 3 × (11 m / s) × 2 = 79,4 N / m × 2
Einheitenumrechnungen
Führen Sie die erforderlichen Umrechnungen in die gewünschten Einheiten durch. Die Windgeschwindigkeit muss in Metern pro Sekunde angegeben werden, damit die Gleichung korrekt ist.
Berechne Meilen pro Stunde in Meter pro Sekunde (m / s), indem du die Geschwindigkeit in Meilen pro Stunde mit 0,447 multiplizierst. Dieser Wert wird erhalten, indem die Anzahl der Meter in 1 Meile (1609) durch die Anzahl der Sekunden in 1 Stunde (3600) dividiert wird.
Beispiel: 23 mph x 0,447 = 10,3 m / s
Berechne Newton pro Quadratmeter (N / m ^ 2) in psi, indem du den Druck in N / m ^ 2 mit 0,000145 multiplizierst. Diese Zahl basiert auf der Anzahl von Newton pro Pfund und der Anzahl von Quadratzoll pro Quadratmeter.
Beispiel: 79,4 N / m2 x 0,000145 = 0,012 psi