V tomto článku budeme diskutovat o různých příkladech tlakového odporu. Tlakový odpor závisí spíše na ploše průřezu těla než na exponované ploše.
Příklady tlakového odporu jsou často vidět v našem každodenním životě. Tlakový odpor vzniká v důsledku zvýšeného tlaku na předním konci a sníženého tlaku na zadním konci předmětu při průchodu tekutinou.
Různé příklady tlakového odporu jsou uvedeny níže:
- Kulovité těleso pohybující se vzduchem
- Kolo
- Plavci
- Válcovité tělo
- Pohybující se auto
- Profil křídla nebo křídlo s velkým úhlem náběhu
- Pohybující se náklaďák
- Parašutista padající oblohou
- Loď cestující ve vodě
- Kus cihly
Tlakový odpor je také způsoben stacionárním objektem, kolem kterého prochází tekuté médium. Zjednodušení snižuje tlakový odpor.
Kulovité těleso pohybující se vzduchem
Kulovitě tvarované těleso je díky svému tvaru vystaveno vysokému tlaku při pohybu tekutinou. Čím větší plocha, tím více částic vzduchu bude zasaženo a větší odpor těla.
V důsledku oddělení mezní vrstvy v případě kulového tělesa se za tělesem tvoří nízkotlaká brázda.
Kolo
Aerodynamický odpor je skutečně hlavní odporovou silou v cyklistice, každý cyklista musí překonat odpor větru. Tlakový odpor hraje hlavní roli při jízdě na kole, způsobený především tím, že částice vzduchu se tlačí k sobě na předních plochách a více rozmístěných na zadních plochách, čímž vzniká obrovský tlakový rozdíl mezi přední a zadní částí.
Každý cyklista, který někdy šlapal do tuhého protivětru, zná odpor větru. Je to vyčerpávající! Aby se cyklista pohnul vpřed, musí se protlačit masou vzduchu před sebou.
Plavci
Různé formy brzdných sil, jako je tření, tlak a vlnový odpor, nepřetržitě působí na plavce, když sestupuje v bazénu až do konečného dotyku se stěnou. Třecí odpor vzniká v důsledku tření molekul vody o tělo plavce, hladší tělo plavce do určité míry snižuje tření.
Při plavání vyšší rychlostí dochází ke zvýšení tlaku ve frontální oblasti (hlavě plavce), čímž vzniká tlakový rozdíl mezi dvěma konci těla plavce. Tento rozdíl v tlaku vytváří turbulence za tělem plavce, tato extra odporová síla je tlakový odpor.
Vlnový odpor nastává jako výsledek plavcova těla ponořeného ve vodě a částečně mimo vodu. Veškerá síla odporu vlny je generována z hlavy a ramenní části těla plavce.
Válcovité tělo
Válcové těleso je příkladem blafového tělesa, což znamená, že díky jeho tvaru vzniká vysoký tlakový odpor. Bluffové těleso je těleso, jehož povrch není zarovnán s proudnicemi, kdykoli je umístěno do proudu vzduchu nebo kapaliny.
Válec nabízí menší odpor, pokud jde o třecí odpor, ale nabízí velký tlakový odpor kvůli tvorbě vírů poté, co se tělo pohybuje velkou oblastí brázdy.
Pohybující se auto
V případě jedoucího automobilu je velikost odporové síly stejná a působí v opačném směru, než je síla, kterou vytváří motor na kola vozidla. V důsledku těchto dvou stejných a opačných sil působících na vůz se výsledná výsledná síla stane nulovou a vůz může udržovat konstantní rychlost.
Pokud vynulujeme sílu vyvíjenou motorem tím, že ponecháme vůz na chvíli v neutrální poloze, pak na vůz působí pouze odporová síla. Za tohoto stavu je na vůz k dispozici čistá síla a vůz zpomaluje.
Tlakový odpor pochází z vířivých pohybů, které jsou v tekutině vytvářeny průchodem tělesa. Odpor je spojen s tvorbou brázdy v proudu.
Nákladní automobil s plochou přední částí má vyšší odpor vzduchu než sportovní vůz s aerodynamickou karoserií.
Leták s velkým úhlem náběhu
Tok, který zažívá zvýšený tlak, je známý jako tok v nepříznivém tlakovém gradientu. Po dodržení této podmínky se dostatečně daleko oddělí mezní vrstva od povrchu a vytvoří víry a víry za tělem. V důsledku toho se zvyšuje tlakový odpor (kvůli obrovskému tlakovému rozdílu mezi dvěma konci) a snižuje se zdvih.
V případě křídla s vyšším úhlem náběhu vytváří nepříznivý tlakový gradient na horní zadní části oddělené proudění. V důsledku tohoto oddělení se velikost brázdy zvětšuje a dochází ke ztrátě tlaku v důsledku tvorby vírů. V důsledku toho se zvyšuje tlakový odpor.
Při větším úhlu náběhu se může oddělit velká část proudění nad vrcholem křídla, v tomto bodě je tlakový odpor vyšší než viskózní odpor.
Pohybující se náklaďák
V případě užitkového nákladního vozidla je tlakový odpor nebo tvarový odpor poměrně vysoký v důsledku větší plochy čelního průřezu. Produkovaný tlakový odpor je značně ovlivněn tvarem a velikostí předmětu.
Tělesa s větším prezentovaným průřezem mají vyšší odpor než tenčí nebo aerodynamické objekty.
Tlakový odpor se řídí rovnicí odporu, který se zvyšuje s druhou mocninou rychlosti, a proto hraje velkou roli u vysokorychlostních vozidel.
Výkon a spotřeba paliva vozidla závisí na dvou aerodynamických silách, tlakovém odporu a odporu tření kůže. Vždy je věnována snaha tvarovat tělo s menším odporem.
Parašutista padající oblohou
Když parašutista vyskočí z letadla, na jeho tělo působí odpor vzduchu nebo odpor vzduchu a gravitační síla. Gravitační síla zůstává konstantní, ale odpor vzduchu se zvyšuje s rostoucí rychlostí na zemi.
Sílu částic vzduchu narážejících na tělo lze změnit změnou polohy jeho těla (průřezu těla). Tím se změní rychlost parašutisty směrem k zemi.
Odporová síla, kterou tělo působí, může být reprezentována následujícím vzorcem:
[latex]R=0.5\krát D\krát p\krát A\krát v^{2}[/latex]
kde D je koeficient odporu vzduchu,
p je hustota média, v tomto případě vzduchu,
A je plocha průřezu objektu a
v je rychlost objektu.
Loď cestující ve vodě
Když loď proplouvá tekutým médiem, vířivý pohyb nastavený za tělem, což má za následek tlakový odpor. Tento odpor je spojen s tvorbou brázdy, kterou lze pozorovat za projíždějící lodí.
Ve srovnání s třecím odporem je tlakový odpor méně citlivý na Reynoldsovo číslo. Tlakový odpor je důležitý pro oddělené toky.
Tuto odporovou sílu lze pozorovat ve formě brázdy za projíždějící lodí.
Kus cihly
Kus cihly díky své struktuře podobné blafovému tělu zažívá při pohybu tekutinou vysoký tlakový odpor.
U blafového těla je dominantním zdrojem odporu tlakový odpor a vždy závisí na ploše průřezu.
