空气动力学与通风原理
吹气装置的原理
吹气装置的原理吹气装置是一种将空气通过一定方式吹出来的装置，主要作用是可以产生气流用于清除灰尘、涂敷物体、冷却、通风等目的。
吹气装置的原理与空气动力学和流体力学有关。
吹气装置通常由电机、风扇、喷嘴等组成。
电机带动风扇旋转，通过喷嘴将空气以一定的速度吹出。
风扇的旋转产生的离心力将空气吸入风扇，使其形成气流，然后通过喷嘴的收缩和扩张来增加气流的速度和压力。
在吹气装置中，风扇起到了至关重要的作用。
风扇的旋转产生了空气的动能，将静态的空气转化为动态的气流。
风扇的旋转速度越高，产生的气流速度越快。
同时，风扇的叶片形状和角度也对气流的产生和传输起到影响。
当风扇旋转时，叶片上的气流受到离心力的作用，从而向外扩散，空气分子之间产生了压缩和膨胀的过程。
通过喷嘴的设计，可以让空气流经收缩的通道，使其速度加快，并形成较高的压力。
当空气经过扩张的通道时，速度减慢，压力降低。
吹气装置的原理还与空气的流动性质有关。
流体力学中的伯努利定律和连续方程对吹气装置的工作原理有一定的解释。
伯努利定律表明在标准状态下，流体的速度越快，其静压力越低；而流体的速度越慢，静压力越高。
连续方程则说明了在一个封闭的系统中，质量流量是恒定的，即进入和流出的质量必须保持平衡。
根据上述原理，吹气装置通过风扇旋转产生的空气动能和离心力将大量的空气吸入，并通过喷嘴的设计使其速度加快，压力升高。
这样产生的气流可以用于各种场景，如清除灰尘、干燥涂层、卷起物体等。
吹气装置的原理还与流体力学的其他概念和原理有关，例如雷诺数、黏性效应等。
这些概念和原理进一步解释了气流的产生和传输过程，并可以用于优化吹气装置的设计和性能。
总之，吹气装置的原理是基于空气动力学和流体力学的原理，通过电机驱动风扇旋转产生离心力，将空气吸入并通过喷嘴的设计使其速度加快、压力升高，从而产生气流，用于清除灰尘、涂敷、冷却、通风等应用。
吹气装置的实际工作效果和性能取决于设计参数和流体力学的规律。
《风力机空气动力学》PPT课件
——气动力矩：合力R对（除自己的作用点外）其它 点的力矩，记为M。又称扭转力矩。
为方便使用，通常用无量刚数值表示翼剖面的气动特 性，故定义几个气动力系数： 升力系数： CL=L / (1/2 V2C) 阻力系数： CD=D / (1/2 V2C) 气动力矩系数：CM=M / (1/2 V2C2)
叶轮单位时间内吸收的风能——叶轮吸收的功 率为：P=FV= SV2(V1-V2)
精选课件ppt
24
3. 动能定理的应用
基本公式：E=1/2 mV2 （m同上） 单位时间内气流所做的功——功率： P’=1/2 mV2= =1/2 SV V2
在 叶轮前后，单位时间内气流动能的改变量： P’= 1/2 SV (V21_ V22)
精选课件ppt
31
精选课件ppt
5
精选课件ppt
6
不同的物体对气流的阻碍效果也各不相同。
考虑这样几种形状的物体，它们的截面尺寸相同， 但对气流的阻碍作用（用阻力系数度量）各异。
1.11
0.34
1.33
0.47
0.044
精选课件ppt
7
2.1.2 阻力与升力
阻力：当气流与物体有相对运动时，气流对物体的平
行于气流方向的作用力。
叶轮
传动系
发电机 电
控制系统
精选课件ppt
4
§2.1 空气动力学的基本概念
2.1.1 流线 气体质点：体积无限小的具有质量和速度的流体微团。 流线：
——在某一瞬时沿着流场中各气体质点的速度方向连 成的一条平滑曲线。
——描述了该时刻各气体质点的运动方向：切线方向。 ——一般情况下，各流线彼此不会相交。 ——流场中众多流线的集合称为流线簇。如图所示。 绕过障碍物的流线: ——当流体绕过障碍物时，流线形状会改变，其形状 取决于所绕过的障碍物的形状。
风能转换的空气动力学原理剖析与应用研究
风能转换的空气动力学原理剖析与应用研究风能转换是一种利用风能将其转化为其他有用能源的技术。
通过转换风能，可以获得电力、机械能或者其他形式的能量。
风能转换被广泛应用于煤炭、石油和天然气等传统能源之外，成为一种可再生的清洁能源，具有极大的潜力。
风能转换的核心原理是利用空气动力学。
空气动力学是研究流体（空气）在固体（风轮）表面流动时产生的力和运动的学科。
在风能转换中，我们主要关注风的动力学行为以及风轮的特性。
风是一种空气流动，它在地球表面上以不同的速度和方向吹过。
风的速度由气压差异决定，而气压差异则是由太阳辐射在地球表面的不均匀加热引起的。
风的速度可通过风速计进行测量，通常以米每秒（m/s）为单位。
风能转换的关键是将风的动能转化为其他形式的能量。
这是通过将风作用于风轮上来实现的。
风轮是一种将风能转化为旋转动能的装置。
最常见的风轮是风力涡轮机。
风力涡轮机主要由三个部分组成：旋转轴、葉轮和发电机。
当风吹过葉轮时，它会给葉轮带来一个推力，使得葉轮开始旋转。
这个旋转运动通过旋转轴传递给发电机，从而产生电能。
葉轮的设计是风能转换的关键。
葉轮上的葉片被设计成具有适当的形状和角度，以能够最大限度地捕捉和利用风能。
葉片的形状是依据空气动力学的原理来确定的。
当风吹过葉片时，它会对葉片产生一个扭矩，使得葉轮开始旋转。
为了提高风能转换的效率，还需要考虑其他因素。
例如，风轮的朝向和高度对风能转换的效果有着重要影响。
通常情况下，风轮会根据风的主要方向调整朝向，并以适当的高度安装，以确保葉轮能够充分利用风能。
风能转换的应用范围非常广泛。
目前，风能转换主要应用于电力产生领域，成为一种可再生的清洁能源。
风力发电已经成为世界各国加大可再生能源投资的重点，越来越多的风力发电站建立起来。
此外，风能转换还可以应用于农业、水泵和潜航器等领域，以提供其他形式的能源或者机械能。
总结起来，风能转换利用空气动力学原理将风能转化为其他有用能源。
通过设计合理的风轮和优化安装条件，可以最大限度地提高风能转换的效率。
第二章 风力机的基本理论及工作原理
叶素理论
叶素理论的出发点是将风轮叶片延展向分成许 多微段，称这些微段为叶素。假设在每个叶素上的 流动相互之间没有干扰，即叶素可以看成是二维翼 型，这时，将作用在每个叶素上的力和力矩延展向 积分，就可以求得作用在风轮上的力和力矩。
3.5.6直驱式垂直轴风力发电机
一个永磁直驱式发电机模型，是多极发电机，结构与水轮发电机 类似，只是转子励磁采用永久磁体。转子旋转在定子绕组中产生电 流输出。
发电机安装在钢结构的塔架基座上，塔架基座的柱与梁还要支持塔架与 风轮。
塔架安装在塔架基座上。
风轮在塔架顶端，风轮轴通 过传动轴连接发电机，发电 机与风轮同步旋转。 直驱发电机安装在塔架上部
当平板与气流方向平行时，平板受到的作用力为零（阻力 与升力都为零）。 当平板与气流方向有夹角时，在平板 的向风面会受到气流的压力，在平板的下风面会形成低压 区，平板两面的压差就产生了侧向作用力F，该力可分解
为阻力D与升力L。
当夹角较小时，平板受到的阻力D较小；此 时平板受到的作用力主要是升力L。
3.5.1 垂直轴风力机的分类
阻力型风力机
萨窝纽斯型（Savonius type）风力机，选用的是S 型风轮。它由两个半圆筒形叶片组成，两圆筒的轴线相 互错开一段距离。其优点是启动转矩大，启动性能良好， 但是它的转速低，风能利用系数低 。
升力型风力机
利用翼型的升力做功，最典型的是达里厄式风力机， 其风能利用系数最高。多种达里厄式风力发电机，如Φ 型，△型，H型等。这些风轮可以设计成单叶片、双叶 片、三叶片或者多叶片。
叶轮由两片垂直的叶片阻成，叶片 截面为流线型的对称翼型，以相反方 向安装在转轴两侧。
达里厄风力机在低风速下运转困难， 要在较高的风力下，风轮转速达到 叶尖速比为3.5以上才可能正常运 转，在尖速比为4-6可获较高的功 率输出。下图为达里厄风力机的功 率系数与叶尖速比的关系曲线。
空气动力学原理
空气动力学原理空气动力学是研究空气在固体或流体物体表面上流动的力学原理，应用于各种工程领域，如飞行器设计、汽车运动等。
在空气动力学中，涉及到了气体性质、速度场、压力分布等多个因素，影响了物体在空气中的运动和稳定性。
1. 流体介质与空气动力学空气是一种气体，是一种流体的形式。
流体是一种物质状态，在外力作用下会变形流动。
在空气动力学中，我们通常考虑空气是连续性不可压缩的流体，这有助于简化问题的分析。
流体的运动受牛顿力学定律的支配，同时还受到黏性和非黏性力的影响。
2. 马赫数和气动声速马赫数是描述物体运动速度与声速之比的无量纲数。
当物体运动速度接近声速时，会产生类似于音爆的效应，这种效应称为激波。
激波的产生会影响物体周围的流场，进而影响着物体的运动和稳定性。
3. 升力和阻力在空气动力学中，升力和阻力是两个非常重要的概念。
升力是垂直于流体运动方向的力，通常用于支持物体在空中的飞行。
而阻力则是与物体运动方向相反的阻碍力，会对物体的速度和稳定性产生影响。
4. 翼型和气动外形翼型是指通过空气动力学设计的具有特定截面形状的物体。
在飞行器设计中，翼型的选择会直接影响着飞行器的升力和阻力特性。
通过合理设计翼型和气动外形，可以提高飞行器的性能和稳定性。
5. 迎角和失速迎角是指空气动力学中流体与物体运动轨迹之间的夹角。
通过调整迎角可以改变物体所受到的升力和阻力大小。
然而，过大的迎角可能导致失速现象，使得飞行器丧失升力，造成危险。
结语空气动力学原理是现代工程领域中重要的基础理论，涉及到了流体力学、热力学等多个学科知识，并应用于飞行器、汽车等领域中。
通过深入理解空气动力学原理，可以更好地设计和改进各种工程设备，提高其性能和安全性。
空气动力学基础知识
空气动力学基础知识目录一、空气动力学概述 (2)1. 空气动力学简介 (3)2. 发展历史及现状 (4)3. 应用领域与重要性 (5)二、空气动力学基本原理 (6)1. 空气的力学性质 (7)1.1 气体状态方程 (8)1.2 空气密度与温度压力关系 (8)1.3 空气粘性 (9)2. 牛顿运动定律在空气动力学中的应用 (10)2.1 力的作用与动量变化 (11)2.2 牛顿第二定律在空气动力学中的体现 (13)3. 空气动力学基本定理 (14)3.1 伯努利定理 (15)3.2 柯西牛顿定理 (16)3.3 连续介质假设与流动连续性定理 (17)三、空气动力学基础概念 (18)1. 流体力学基础概念 (19)1.1 流速与流向 (20)1.2 压力与压强 (21)1.3 流管与流量 (22)2. 空气动力学特有概念 (23)2.1 空气动力系数 (25)2.2 升力与阻力 (26)2.3 空气动力效应与稳定性问题 (27)四、空气动力学分类及研究内容 (28)1. 空气动力学分类概述 (30)2. 理论空气动力学研究内容 (31)一、空气动力学概述空气动力学是研究流体（特别是气体）与物体相互作用的力学分支，主要探讨流体流动过程中的能量转换、压力分布和流动特性。
空气动力学在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车、建筑、运动器材等。
空气动力学的研究对象主要是不可压缩流体，即流体的密度在运动过程中保持不变。
根据流体运动的特点和流场特性，空气动力学可分为理想流体（无粘、无旋、不可压缩）和实际流体（有粘性、有旋性、可压缩）两类。
在实际应用中，理想流体问题较为简单，但现实生活中的流体大多具有粘性和旋转性，因此实际流体问题更为复杂。
空气动力学的基本原理包括牛顿定律、质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。
这些原理构成了空气动力学分析的基础框架，通过建立数学模型和求解方程，可以预测和解释流体流动的现象和特性。
工业通风知识点总结
工业通风知识点总结一、工业通风的原理1.1气体的运动规律气体的运动规律主要有牛顿定律、质量守恒定律和能量守恒定律。
其中，牛顿定律表明气体在受到外力作用时会产生流动，而质量守恒定律和能量守恒定律则说明了气体在流动过程中质量和能量的守恒原理。
1.2通风的基本原理工业通风的基本原理是通过通风设备对室内空气进行流动和排放，带走室内污浊空气和有害气体，从而保证室内空气的质量和清新。
通风主要是利用气体流体力学的原理，通过机械设备产生气流，实现室内外空气的对流和交换。
1.3通风系统的能耗通风系统的能耗主要包括通风设备的电能消耗、通风风管的阻力损失、室内外空气的温度差异等。
在设计和运行通风系统时，需要充分考虑通风系统的能耗问题，合理安排通风设备的使用方式，采用节能型通风设备和材料，提高通风系统的能效。
二、工业通风设备2.1通风机通风机是工业通风系统中的主要设备，其作用是产生气流，实现室内外空气的对流和交换。
通风机主要分为离心式通风机、轴流式通风机和混流式通风机三种类型，根据使用场所和通风要求选择合适的通风机型号。
2.2风管系统风管系统是通风系统中的输送通道，用于输送新风和排放污浊空气。
风管系统的设计主要包括风管的布局、尺寸和材料选择，需要根据通风要求和场所特点进行合理设计，确保通风系统的正常运行和通风效果。
2.3排风设备排风设备主要用于排放室内污浊空气和有害气体，保证室内空气的清新。
排风设备包括通风柜、排烟罩、排风扇等，可以根据使用场所和通风要求选择合适的排风设备，实现局部或整体排风的效果。
2.4换气设备换气设备用于实现室内外空气的交换和对流，保证室内空气的清新。
换气设备主要包括通风口、换气扇、排气扇等，根据使用场所和通风要求选择合适的换气设备，实现室内外空气的有效对流和交换。
2.5消防排烟设备消防排烟设备主要用于排放火灾现场产生的烟气和有害气体，保证人员疏散和扑救火灾。
消防排烟设备包括排烟能力、排烟风机、排烟阀等，需根据建筑设计和消防要求进行合理设计和布置。
风力发电的空气动力学原理剖析
风力发电的空气动力学原理剖析风力发电是一种利用自然风力来转化能源的发电方式。
它是一种清洁、可再生的能源，对环境友好，并且具有广阔的发展前景。
为了深入了解风力发电的原理，我们需要对其空气动力学原理进行剖析。
首先，风力发电的核心设备是风力发电机组，而其中最重要的部件是风力涡轮机。
风力涡轮机通常包括三个主要部分，即风轮、轴承和发电机。
风轮是最直接与风能接触的部分，其主要功能是接收风能，并将其转化为机械能。
轴承则用于支撑和旋转风轮，确保其能够在风力作用下转动。
而发电机则负责将机械能转化为电能。
风力涡轮机的工作原理可以通过两个主要的空气动力学原理来解释，即伯努利原理和牛顿第三定律。
首先，根据伯努利原理，当风通过风轮时，会在风轮的一侧产生一个低压区域，而在另一侧产生一个高压区域。
这是由于风轮的形状和旋转引起的。
根据伯努利原理，风的速度越高，其压力就越低。
因此，风轮受到的压力差将会产生一个向轴线方向的力，从而推动风轮旋转。
这样，风轮就将风能转化为机械能。
其次，根据牛顿第三定律，当风轮受到风的作用力时，它会产生一个等大反向的反作用力。
这意味着，风轮受到的力会使整个发电机组产生一个相反方向的力，从而推动整个发电机组朝向风的方向移动。
为了使整个发电机组保持稳定，通常会设置一个朝向风的机械装置，使其能够转向并调整风轮的角度，以确保与风的方向保持一致。
除了这两个主要的空气动力学原理外，还有一些其他因素也会影响风力发电的效率，例如风速、风向、风轮的形状和尺寸等。
风速是决定风力发电效果的重要因素之一，因为风速越高，风轮受到的风力就越大，转化的能量也就越多。
同时，风向也会影响风轮的受力情况，因为只有朝向风的风轮才能最大程度地接收风能。
总的来说，风力发电是一种利用风能来转化为机械能再转化为电能的发电方式。
它借助空气动力学原理，通过风轮的旋转和风力的作用，将风能转化为机械能。
随着技术的不断发展和进步，风力发电将会扮演越来越重要的角色，为解决能源问题和保护环境做出更大的贡献。
空气动力学原理(经典)
空气动力学原理空气动力学在科学的范畴里是一门艰深的度量科学，一辆汽车在行使时，会对相对静止的空气造成不可避免的冲击，空气会因此向四周流动，而蹿入车底的气流便会被暂时困于车底的各个机械部件之中，空气会被行使中的汽车拉动，所以当一辆汽车飞驰而过之后，地上的纸张和树叶会被卷起。
此外，车底的气流会对车头和引擎舱内产生一股浮升力，削弱车轮对地面的下压力，影响汽车的操控表现。
另外，汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力，而当汽车高速行使时，一部分动力也会被用做克服空气的阻力。
所以，空气动力学对于汽车设计的意义不仅仅在于改善汽车的操控性，同时也是降低油耗的一个窍门。
对付浮升力的方法对付浮升力的方法，其一可以在车底使用扰流板。
不过，今天已经很少有量产型汽车使用这项装置了，其主要原因是因为研发和制造的费用实在太过高昂。
在近期的量产车中只有FERRARI 360M 、LOTUS ESPRIT 、NISSAN SKYLINE GT －R还使用这样的装置。
另一个主流的做法是在车头下方加装一个坚固而比车头略长的阻流器。
它可以将气流引导至引擎盖上，或者穿越水箱格栅和流过车身。
至于车尾部分，其课题主要是如何令气流顺畅的流过车身，车尾的气流也要尽量保持整齐。
如果在汽车行驶时，流过车体的气流可以紧贴在车体轮廓之上，我们称之为ATTECHED或者LAMINAR（即所谓的流线型）。
而水滴的形状就是现今我们所知的最为流线的形状了。
不过并非汽车非要设计成水滴的形状才能达到最好的LAMINAR，其实传统的汽车形态也可以达到很好的LAMIAR的效果。
常用的方法就是将后挡风玻璃的倾斜角控制在25度之内。
FERRARI 360M和丰田的SUPRA就是有此特点的双门轿跑车。
其实仔细观察这类轿跑车的侧面，就不难发现从车头至车尾的线条会朝着车顶向上呈弧形，而车底则十分的平坦，其实这个形状类似机翼截面的形状。
当气流流过这个机翼形状的物体时，从车体上方流过的气体一定较从车体下方流过的快，如此一来便会产生一股浮升力。
空气动力学的基本原理及其应用
空气动力学的基本原理及其应用空气动力学是航空航天工业中最基本的学科之一，它对于飞行器的设计、性能、控制、稳定性等方面都有着至关重要的影响。
本文将会介绍一些关于空气动力学的基本原理及其应用。
一、空气动力学的基本原理1. 空气动力学中的机翼机翼是飞行器的“翅膀”，它的主要作用是产生升力和阻力，有利于飞行器在空气中飞行。
机翼的设计需要考虑气动力学的原理，包括密度、速度、压力等因素的影响。
机翼的气动力学性能受到多种因素的影响，包括机翼的几何形状、材料、气流方向、速度等。
2. 空气动力学中的升力和阻力空气动力学中最重要的概念是升力和阻力。
升力是垂直于机翼平面的向上的力，它能够将飞行器向上推进，使它在空中飞行。
阻力则是水平方向的力，阻碍着飞行器前进，需要通过动力来克服阻力前行。
3. 空气动力学中的 Reynold 数Reynold 数是判断气流运动是否湍流的重要指标。
当Reynold 数大于某一特定的值时，气流就开始变得湍流起来。
湍流会对飞行器产生不良的影响，因此，预测Reynold 数的变化对于飞行器的运动至关重要。
二、空气动力学的应用1. 飞行器的设计空气动力学对于飞行器的设计有着很大的影响。
设计者需要考虑机翼的形状、材料和气动性能对于飞行器性能的影响。
通过合理的设计，可以使飞行器在空中得到更好的表现，包括稳定性和操纵性。
2. 飞行器的控制飞行器在空中处于不断的运动状态，需要通过控制来保持平衡。
空气动力学对于控制系统的设计和调整有着很大的影响。
这些控制系统需要能够准确地响应飞行器的变化，包括姿态、速度、位置等方面的变化。
3. 飞行器的稳定性飞行器的稳定性是飞行器在空中保持平衡的能力，对于安全飞行至关重要。
空气动力学对于飞行器的稳定性有着很大的影响。
通过优化机翼的形状和气动性能可以改善飞行器的稳定性，从而保证飞行器安全地在空中飞行。
4. 飞行器的性能评估空气动力学的理论可以用于对于飞行器性能进行评估。
这些评估可以涉及到飞行器的速度、升力、阻力等各种方面的性能。
空气动力学的概念
空气动力学的概念
空气动力学是研究空气流动与物体运动之间相互作用的科学领域。
它研究的对象包括飞行器的气动力、风力发电、气流在建筑物周围的行为等。
空气动力学涉及流体力学、热力学和控制论等多个学科的知识。
它研究的主要内容包括空气流动的基本方程、流场的数值求解、边界层理论、空气动力性能分析与优化等。
在空气动力学中，空气被视为不可压缩的理想气体，其流动由流体力学的基本方程（连续性方程、动量方程和能量方程）描述。
通过数值计算方法，可以求解出流体场的速度和压力分布，从而得到物体所受的气动力。
在飞行器设计中，空气动力学起着至关重要的作用。
例如，借助空气动力学，可以分析飞机的升力、阻力和操纵性能，从而改进设计，提高飞行器的性能。
同时，空气动力学也适用于其他领域。
例如，在建筑物设计中，空气动力学可以用来分析气流对建筑物的影响，以改善建筑物的通风和能源利用效率。
总之，空气动力学的概念是研究空气流动与物体运动之间相互作用的科学领域，它对于飞行器设计、建筑物空气流动分析等具有重要意义。
空气动力学基本概念
空气动力学的新技术和新方法
计算流体动力学（CFD）：利用计算机 模拟空气流动预测飞行器的性能和设计 优化。
实验空气动力学：通过风洞实验和飞行 测试等手段研究空气动力学的基本原理 和应用。
空气动力学与人工智能的结合：利用人 工智能技术对空气动力学数据进行处理 和分析提高预测精度和优化设计。
空气动力学与其他学科的交叉：例如与 生物学、化学和材料科学等学科的交叉 开拓新的应用领域和研究方向。
交通运输：汽车、 高速列车和船舶 的设计中空气动 力学被用来优化 其空气阻力、升 力和稳定性。
建筑：建筑设计 中的通风（通风） 和 wind（风）抵 抗能力要考虑空 气动力学例如体 育馆和高层建筑 的顶部设计。
能源：风力发电 机的设计和优化 需要用到空气动 力学的知识以提 高能源转换效率。
空气动力学的未 来发展
节能减排技术：利用空气动力学原理开发节能减排技术提高能源利用效率减少温室气体排放。
未来空气动力学的挑战和机遇
挑战：随着科技的发展空气动力学面临新的挑战如高超声速飞行、微型飞行器等
机遇：随着环保意识的提高空气动力学在节能减排、绿色出行等领域有广阔的应用前景 创新：未来空气动力学的发展需要不断创新探索新的理论和技术以应对各种挑战和机遇
跨学科合作：空气动力学的发展需要与多个学科进行交叉合作如物理、化学、生物等
感谢您的观看
汇报人：
空气动力学在新能源领域的应用前景
空气动力学在新 能源领域的应用： 利用空气动力学 原理优化新能源 车辆的设计提高 其能效和行驶稳
定性。
未来发展趋势：随 着新能源技术的不 断发展空气动力学 在新能源领域的应 用将更加广泛为新 能源车辆的节能减 排提供更多可能性。
潜在应用领域：空 气动力学在新能源 船舶、新能源航空 等领域也有着广阔 的应用前景为未来 的绿色交通发展提
空气动力学的科学原理和应用
空气动力学的科学原理和应用空气动力学是研究空气对运动着的物体产生的力学现象的学科。
空气动力学主要研究物体在空气中的运动规律和受力情况，涉及流体力学、热力学、气动力学等多个领域。
空气动力学理论不仅是飞行器设计和制造的基础，也是汽车、船舶、建筑等领域的应用基础。
一、基本原理空气动力学理论是建立在流体力学和热力学的基础上的。
空气动力学的基本原理是伯努利定理、牛顿定律、反作用原理、边界层理论等。
伯努利定理：当流体沿着一根水平管道定常流动时，流经不同横截面的速度和压力成反比。
即流体速度越快，压力越低；流体速度越慢，压力越高。
牛顿定律：牛顿第二定律表明物体的运动方向是由作用力决定的。
当物体在空气中运动时，空气对物体的作用力是产生空气阻力。
空气阻力随速度增加而增大，到一定速度后就达到平衡状态，此时物体所受的空气阻力等于它的重力。
反作用原理：作用力产生反作用力，如同双手握住水杯时的情形，手向水杯施加一个作用力，水杯同样向手施加一个反作用力。
边界层理论：边界层是指靠近边界表面的空气区域。
边界层理论研究的是边界层内的空气运动规律，包括动量、能量和质量的传输。
边界层内流体的速度分布特征决定了气体在物体表面产生的压力分布。
二、应用领域空气动力学在航空、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用。
其中，飞行器的研制和设计是空气动力学的重要应用之一。
空气动力学在航空领域的应用空气动力学在航空领域的应用涵盖了多个领域，如飞行器设计、飞行控制、空气动力试验、航空器精度制导等。
在飞行器设计中，空气动力学是评估飞行器性能和设计性能的基础。
飞行器在空气中运动时，空气会对其产生阻力和升力。
空气动力学可以用来计算飞行器在不同姿态和不同速度下的升阻比，以及飞行器在空气中的稳定性与控制性能。
空气动力学在汽车领域的应用汽车在行驶过程中，空气对汽车的阻力是影响汽车能耗和速度的重要因素。
空气动力学可以通过研究汽车表面产生的气动力，来指导汽车的设计和制造。
通风的原理
通风的原理通风是指通过自然或人工手段，使室内外空气进行有效的交换，以达到改善室内空气质量的目的。
通风的原理是通过气流的流动，将室内的污浊空气排出，同时将新鲜空气引入室内，从而实现空气的更新和循环。
通风的原理主要包括自然通风和机械通风两种方式。
自然通风是指利用自然气流和气压差来实现通风的方式。
在自然通风的原理中，室内外温度差异和风的作用是主要驱动力。
当室内温度高于室外温度时，室内空气会变得轻盈，从而向上流动，使室内空气排出，同时室外空气通过门窗等开口处进入室内，实现空气的交换。
而在室内外温度相差不大或者相反的情况下，风的作用则成为推动空气流动的主要因素。
通过合理设置室内外的通风口和窗户，使得风能够顺畅地进入室内，将污浊的空气带出，从而实现通风的效果。
机械通风则是通过机械设备来实现空气的交换和循环。
机械通风的原理是利用风机或排风设备，通过强制排风和引入新风的方式，来实现室内空气的更新和循环。
在机械通风系统中，风机通过排风口将室内污浊空气排出，同时通过新风口引入新鲜空气，从而实现室内空气的更新。
机械通风系统可以根据实际需要进行控制和调节，能够有效地改善室内空气质量。
无论是自然通风还是机械通风，通风的原理都是通过空气流动来实现室内空气的更新和循环。
在实际生活中，合理利用通风原理，可以有效改善室内空气质量，减少室内空气污染，保障人们的健康。
因此，在建筑设计和室内装修中，通风的原理应被充分考虑，合理设置通风设施，以实现良好的通风效果。
总之，通风的原理是通过空气流动来实现室内外空气的交换和循环，以改善室内空气质量。
无论是自然通风还是机械通风，都是基于这一原理来实现的。
在日常生活中，我们应该重视通风的重要性，合理利用通风原理，创造一个舒适、健康的室内环境。
空气动力学原理
空气动力学原理
空气动力学原理是指研究空气在物体表面上受到静压、动压、旋度、
粘性等不同影响而形成的气动力。
空气动力学的研究集中在研究受影
响的表面的外部流体(空气)的特性和性能。
空气动力学拓展了实验物
理学，以空气作为研究流体，用来研究物理流体对物体表面的作用，
包括气流速度、气动力、压强和温度等。
空气动力学的研究是有许多分支的，例如气动力学、气动学、流体动
力学等。
有了这些基础的知识，以及涉及的许多计算公式和实验知识，可以帮助我们更好地了解在物体表面发生的空气动力学变化。
气动力学是空气动力学最重要的研究分支，其中研究空气动力对表面
产生的动力效应。
气动力可以在气动学中用各种方法来分析，包括紊流、旋转流、湍流、冲击波等，这些流体动力学理论都可以用来估计
一个物体表面受到的气动力大小。
空气动力学的研究也可以帮助工程师们用于设计和分析各种设备的性能，从风力发电机、风机、飞机翼、飞行器和船体等受力影响的设备，都可以应用空气动力学原理来实现更好的性能和效率。
而空气动力学
原理也可以应用于新型飞行器的设计中，例如无人机、火箭等，帮助
研究者们优化飞行器的结构和控制，以实现飞行器的预期性能。
因此，空气动力学是一门极其重要的科学，它的研究不仅影响到了空
气动力的理解和应用，而且也可以用于设计新型的飞行器、优化空气
中的湍流和紊流等，从而实现更高的性能和效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
体积浓度（%） SiO2 >10% 粉尘 SiO2 <10%
质量浓度mg/m3 ≤2 ≤10
§1-2空气的物理参量
定常空气动力学在分析气体问题时，将分子所 具有的体积和相互吸引力（为气动弹性力学范 畴） 因素忽略（影响很小），一般把多种气 体看作成是没有这两个因素的理想气体，其物 理参数较多，具体来讲，比容、压力和温度是 三个最基本的参量。
SO2：H2SO4 害眼气体 H2S：血液中毒致命 高碑店事故 CO：煤气中毒 NH3：眼、皮肤、呼吸道，有恶心感觉。
四、空气成分的安全标准
采用通风等方法，使各种气体危害降到国家 安全卫生标准，是通风除尘的主要任务之一，也 是衡量一个企业形象的标准。 我国 目前要求的标准是：《工业企业设计安 全卫生标准》，其中几种主要气体与粉尘的安 全标准如下：
三、温度——亦称气温
温度是气体状态的基本参数之一。气体分子 的运动是热运动。其运动动能大小，体现为气体 的冷热程度，用参量T表示温度（绝对）。 气温的表示方法有三种： 1、摄氏℃（Calviuc）温度t（℃）：取标准大气压下 纯水的冰点为零度（0℃） 2、绝对温度T（k）：前人研究发现，当Ps（绝对静压） 不变时，t每升1℃,气体的Vg增加1∕273.15 t每降1℃,气体的Vg减少1∕273.15 ∴从理论上来说，当t=－273.15°时，Vg=0，根据此 推论，得T=t＋273.15≈t＋273K
本专题作业：复习
1.空气的物理参量. 2.气体状态方程. 3.波义耳定律. 大学物理书中均有 4.查尔定律. 5.道尔顿定律.（Dalton） P=P1+P2+„„Pn 6.格莱汉姆定律（Graham） 空气的相对密度 某种气体向空气扩散的速率= 该气体的相对密度 某气体相对密度=该气体的分子量/标准气体的分子量 ⒎比湿d的简化：d=1000Mw/Ma→d=622Φ Psa/(P-Φ Psa Ra=287.04J/(Kg.K).Rw=461.393J/(Kg.k)， ⒏整理笔记，
3、华氏温度（英美常用，t′） t =5（t′－32）∕9 ℃ 吸气探头 测定 见后页 护罩探头
四、空气的湿度
1、空气湿度的意义： ①绝对湿度fa——单位容积或质量的湿空气中所含水 蒸气质量的绝对值（g/m3或g/kg） W水 W水 fa= 或= g/kg或g/m3（用的多） Wg Vg 一般：温度（t）升高，体积（Vg）增大， fa减小 ②饱和绝对温度fs（可查表求出）——单位容积或质 量的湿空气所含饱和水蒸气质量（或水蒸气最大质 量）的绝对值。可查表求出。 fs=W水max/Wg(或vg). g/m3或g/kg
空气动力学与通风原理
（总学时40小时）
一．课程的意义 1.空气是人体安全的需要： ①重庆案例（日 时期）：1800余人死亡， ②窒息事故是常见的事故之一：河南大平煤矿 148人；抚顺西煤矿15人， 2.利用：可生产中生产的粉尘：SiO2硅肺（如 等）。 3.利用：可生产中生产的有毒有害气体：如SO2、 H2S、NOX等。 4.利用：可生产中生产的高温 ：现在抚顺西露 天的逆温问题。
5.利用：可生产中生产的高温 6.航空的载体„„
Байду номын сангаас
二、主讲内容：
专题1.空气概述：成分、性质、能量变化规律等. 专题2.空气动力学基础：主要介绍气体运动 的描述方法 专题3.通风网络理论：实际上是图论的基础与通 风学的结合
三、参考书
1. 2. 3. 4.图书馆．空气动力学
专题一
空气概述
本章节主要是为了课程的完整性，以及新进 入安全专业的同学而设的。有些内容部分同学 实际上应该学过了（本科）。 §1-1空气的组成 一.大气圈：由于地心引力而随地球旋转的大气 层叫做大气圈。（图）
一、空气的比容和密度
1、空气的比容： V ν= （m3/Kg)（V是容积:m3表示质量） M 2、空气密度： M 1 ρ= = kg/m3 =1.2kg/m3 V ν 3、空气的重率：①质量为1kg的空气受 1m/s2 加速 度的作用而产生的重力G，单位为N（牛顿）. G=Mg , N . 1Kg.m/s2=1N
在空气中的爆炸界限 体积浓度 质量浓度 CH4 5.0~15.0% 33~100g/m3 CO 12.5~74.0% 145~870g/m3 H2S 4.3~45.5% 60~650g/m3 H2 4.0~75.6% 33~64g/m3 （5）有毒有害气体 按毒性大小可分为： NO2>SO2>H2S>CO>NH3 NO2：和呼吸道上的水化合成硝酸H2O+NO2 HNO3导致肺浮肿致命
4、全压：即为第一点静压和动压的叠加。 标为Pt: Pt=Ps+Hv 若静压采用相对静压，则叠加后的风流压力就 是相对全压，Ht Ht=Hs+Hv
5、皮托管：测定管道风压的主要工具
6、压力的测定： ①单位：1mmH2O=9.8Pa 1atm=101.3kPa=0.1013MPa ②仪器：水银气压计 侧大气压力，直接读数即可 空盒气压计 单管倾斜压差计（图） 补偿式微压计（较精密） 测压差 U形管压差计 图：
2.常见的有毒、有害气体 （1）有臭的气体（四种）：NH3（剧臭）、SO3 （强烈硫磺臭）、H2S（坏鸡蛋臭）、CO3（微酸臭） （2）有味气体（三种）：SO2（酸味）H2S（微甜） CO2（微酸） （3）水溶性气体：SO2>H2S>CO2>NO2>NH3> 其中SO2的水溶性相当于CO2的46.5倍，所以常用洗 涤塔捕获 （4）爆炸性气体：有四种
③相对温度φ －在同温同压下，空气的fa和fs之比 值．即： φ ＝１００ fa／fs，％． 是日常生活与生产中最常用的概念→knagcn,φ =? 2.空气温度的测算 ①7元～15元∕个 ①直接读数的温度计 ②电子表→加水后测 ③电子探头→贵
手摇温度计 ②查表法测定: 风扇(实例) 测出t干
t温 按下表计算φ
五、空气的内能和焓
1．空气的内能：是指气体内部分子热运动的动 能（叫内动能）和由分子间相互吸引所产生的位 能 （叫内位能）的总和
│kco│＜千卡＞（出制）=4.1868kJＭ（kg）的 气体内能用Ｕ表示．kJ→千焦 １KJ=1000J=10000N.m=1000W.S(瓦．秒) 质量为１kg的气体内能用u表示．单位：kJ∕kg. 即为： V u= ，KJ∕kg M
海拔 高度 /m 大气 压力 /kPa 0
100
200
300
500
1000 1500 2000
101.3 100.1 98.9
97.7
95.4
89.8
84.6
79.7
2、绝对压力和相对压力 ①绝对静压：是以真空状态（恒为正值，标记 为Ps ）绝对零压为比较基准的静压（Hs）即 Hs>0则称为正压 Hs =Ps－Po Hs<0则称为负压 3、动压 是因为空气运动而产生，它恒为正值，并具有方向性。 当风速为vg（m/s)单位体积空气的质量为ρ g(kg/m3) 则风流的动压为： Hv=½ρ gv2 . Pa
体积浓度 78.06% 20.90% 0.93% 0.033%
质量浓度 75.55% 23.10% 1.27% 0.05%
0.004%
②气体组分中还缺了一个组分，是什么？
答案：H2O 是非常重要的一个组分 在混合气体中水蒸汽的浓度随地区和季节而化。 其平均的体积浓度为1％左右（最大φ =10％）。 ③空气中还有别的组分没有？（固体混合物） 答案：粉尘、烟雾等（举例）。 通风要解决的问题就在于此。 ④还有没有？（气体的混入与空气的物理化学变 化）当然有：在通常的空气中,还有各种各样其 它气体混入各个地点，有不同的空气气体混入 例如：
②空气的重率r（又称重度或容重）： 是单位容积空气的重力
公式：r=G/V=Mg/V=M/V.g=ρ g.g (N/m3) r=11.76N/m3=1.3Kgf/m3
二、空气的压力
1、空气静压（静压强）：是气体分子间的压力或气 体分子对器皿所施加的压力。 大气压力是地面静止空气的静压力，它等于单位 面积上空气的重力。 不同海拔高度的大气压
气体分子的内动能取决于气体的绝对温度T动能越 大，T ;而内位能则决定于分子间的距离，即气体的 比容v ∴u 是T和 v的函数，即 u=f(T.v) 2.空气的焓 流动功 i = u +Ps.v . kJ∕kg 内能 气体的比容（m3/kg) (KJ∕Kg) 气体的绝对静压（kpa) 上式表明:
●所有这些有害、有毒气体均需要采用以通风为主的 方式去除。 应叫：洁净干空气 △小实验：
三、空气成分的基本性质
1.O2：是无色、无味、无臭、无害而有益的气体使 人呼吸所必需的物质 那么，O2的影响有哪些呢？多大浓度下会导致人死 亡？有没有规定的标准？
（1）O2对人体的影响： ＜15%：灯焰熄灭，人呼吸急促， O2的体积浓度 脉搏加快 ＜10%：可使体弱者休克、死亡 （2）呼吸系数： 人吸入空气中的O2，可供体内食物氧化，生成新细 胞，以维持生命，并 变成CO2而呼出 休息时：QO2＞0.25L／min 人的耗氧量 工作时：QO2＞1~3L／min ∴人的劳动强度可用呼吸系数表示：
由于人的耗氧量只占该地区全部物质总耗 氧量的一小部分，为了满足该地区全部物质的 耗氧量。一般可查相应的参数表，对于一般企 业（钢铁厂、烧 厂、矿山等重污染空间）可 取：人耗氧量占该地区总耗氧量的8.3%。 则得：D=100×0.333/8.3≈4 m3/min 应该注意，这是λ =1，若是其它空间λ ＜1， 则应根据上述方法，计算供风量，并进行通风管成 品设计。
分子量 32 16 44 28 46 64 34 17 2
O2 CH4 CO2 CO NO2 SO2 H2S NH3 H2
安全标准 体积浓度（%） 质量浓度(mg/m3) ≥20 ≥285714.3 ≤0.5 ≤3571.4 ≤0.5 ≤9821.4 ≤0.0024 ≤30 ≤0.00025 ≤5 ≤0.0005 ≤15 ≤0.00066 ≤10 ≤0.004 ≤30 ≤ 0.5 ≤44.64