In dit artikel zullen we verschillende voorbeelden van drukweerstand bespreken. De drukweerstand hangt af van de dwarsdoorsnede van het lichaam en niet van het blootgestelde oppervlak.
Drukweerstand Voorbeelden komen vaak voor in ons dagelijks leven. Drukweerstand treedt op als gevolg van de verhoogde druk aan de voorkant en verminderde druk aan de achterkant van een object tijdens het reizen door een vloeistof.
Hieronder staan verschillende voorbeelden van drukweerstand:
- Een bolvormig lichaam dat door de lucht beweegt
- Een fiets
- zwemmers
- Een cilindrisch lichaam
- Een rijdende auto
- Een draagvleugel of draagvleugel met een grote aanvalshoek
- Een rijdende vrachtwagen
- Een skydiver die door de lucht valt
- Een boot die in het water vaart
- Een stuk baksteen
Drukweerstand wordt ook veroorzaakt door een stilstaand object waarrond vloeibaar medium passeert. Stroomlijnen vermindert de drukweerstand.
Een bolvormig lichaam dat door de lucht beweegt
Een bolvormig lichaam ervaart een hoge drukweerstand tijdens het bewegen door een vloeistof vanwege zijn vorm. Hoe groter het oppervlak, hoe meer luchtdeeltjes er zullen raken en hoe groter de weerstand die het lichaam ervaart.
Door de scheiding van de grenslaag ontstaat er bij een bolvormig lichaam een lagedrukzog achter het lichaam.
Een fiets
Aerodynamische weerstand is inderdaad een grote weerstandskracht bij het fietsen, elke fietser moet de windweerstand overwinnen. Drukweerstand speelt een belangrijke rol bij fietsen, voornamelijk veroorzaakt doordat de luchtdeeltjes op de voorkant naar elkaar toe duwen en meer uit elkaar op de achterkant, waardoor een enorm drukverschil tussen de voor- en achterkant ontstaat.
Elke fietser die ooit met harde tegenwind heeft gefietst, kent windweerstand. Het is vermoeiend! Om vooruit te komen, moet de fietser door de luchtmassa voor hem duwen.
zwemmers
Verschillende vormen van weerstandskrachten zoals wrijving, druk en golfweerstand werken continu op een zwemmer als hij in het zwembad stapt om hun laatste aanraking aan de muur te maken. Wrijvingsweerstand treedt op als gevolg van wrijven van watermoleculen met het lichaam van de zwemmer, een gladder lichaam van de zwemmer vermindert de wrijving tot op zekere hoogte.
Tijdens het zwemmen met hogere snelheid is er een drukverhoging in het frontale gebied (hoofd van de zwemmer), waardoor een drukverschil ontstaat tussen de twee uiteinden van het lichaam van de zwemmer. Dit drukverschil genereert turbulentie achter het lichaam van de zwemmer, deze extra weerstandskracht is de drukweerstand.
Golfweerstand treedt op als het lichaam van de zwemmer ondergedompeld is in het water en gedeeltelijk uit het water. Alle golfweerstandskracht wordt gegenereerd door het hoofd- en schoudergedeelte van het lichaam van de zwemmer.
Een cilindrisch lichaam
Een cilindrisch lichaam is een voorbeeld van een bluflichaam, wat betekent dat er vanwege zijn vorm hoge drukweerstand wordt gecreëerd. Een bluflichaam is een lichaam waarvan het oppervlak niet is uitgelijnd met de stroomlijnen wanneer het in een lucht- of vloeistofstroom wordt geplaatst.
Een cilinder biedt minder weerstand in termen van wrijvingsweerstand, maar een biedt een grote drukweerstand vanwege de wervelvorming nadat het lichaam door een groot zoggebied beweegt.
Een rijdende auto
In het geval van een rijdende auto is de grootte van de sleepkracht gelijk en werkt deze in tegengestelde richting van de kracht die de motor op de wielen van het voertuig creëert. Door deze twee gelijke en tegengestelde krachten die op de auto inwerken, wordt de netto resulterende kracht nul en kan de auto een constante snelheid aanhouden.
Als we de door de motor geproduceerde kracht nul maken door de auto een tijdje in een neutrale positie te houden, werkt alleen de sleepkracht op de auto. In deze toestand is de nettokracht beschikbaar op de auto en vertraagt de auto.
Drukweerstand komt van de wervelende bewegingen die in de vloeistof worden ingesteld door de passage van een lichaam. De weerstand wordt geassocieerd met de vorming van een zog in de stroming.
Een vrachtwagen met een vlak frontoppervlak ervaart een hogere luchtweerstand dan een sportwagen met een gestroomlijnde carrosserie.
Een vleugelprofiel met een grote aanvalshoek
Een stroom die een verhoogde druk ervaart, staat bekend als stroom in ongunstige drukgradiënt. Na deze toestand te hebben gevolgd, scheidt de grenslaag zich ver genoeg van het oppervlak en creëert wervelingen en wervelingen achter het lichaam. Als gevolg hiervan neemt de drukweerstand toe (vanwege het enorme drukverschil tussen twee uiteinden) en neemt de lift af.
In het geval van een vleugel met een grotere aanvalshoek, produceert de ongunstige drukgradiënt op het bovenste achterste gedeelte een gescheiden stroming. Door deze scheiding neemt de zoggrootte toe en treedt er drukverlies op als gevolg van wervelvorming. Als gevolg hiervan neemt de drukweerstand toe.
Bij een hogere aanvalshoek kan een groot deel van de stroming boven de bovenkant van het vleugelprofiel worden gescheiden, op dit punt is de drukweerstand hoger dan de viskeuze weerstand.
Een rijdende vrachtwagen
In het geval van een commerciële vrachtwagen is de drukweerstand of vormweerstand vrij hoog vanwege het grotere frontale dwarsdoorsnede-oppervlak. De geproduceerde drukweerstand wordt sterk beïnvloed door de vorm en grootte van het object.
Lichamen met een grotere gepresenteerde dwarsdoorsnede ervaren een hogere weerstand dan dunnere of gestroomlijnde objecten.
Drukweerstand volgt de weerstandsvergelijking die toeneemt met het kwadraat van de snelheid en speelt dus een grote rol voor voertuigen met hoge snelheid.
De prestaties en het brandstofverbruik van een voertuig hangen af van twee aerodynamische krachten, drukweerstand en wrijvingsweerstand van de huid. Er wordt altijd moeite gedaan om een lichaam met minder weerstand vorm te geven.
Een skydiver die door de lucht valt
Wanneer een skydiver uit het vliegtuig springt, werken zowel luchtweerstand als weerstand en zwaartekracht op zijn lichaam. De zwaartekracht blijft constant, maar de luchtweerstand neemt toe met de toename van de aardgebonden snelheid.
De kracht van de luchtdeeltjes die het lichaam raken, kan worden veranderd door zijn lichaamshouding (de dwarsdoorsnede van het lichaam) te veranderen. Hierdoor verandert de snelheid van de skydiver naar de aarde toe.
De weerstandskracht die door het lichaam wordt ervaren, kan worden weergegeven door de volgende formule:
Waar D de luchtweerstandscoëfficiënt is,
p is de dichtheid van het medium, in dit geval lucht,
A is de dwarsdoorsnede van het object, en
v is de snelheid van het object.
Een boot die in het water vaart
Wanneer een boot door een vloeibaar medium vaart achter het lichaam, wat resulteert in drukweerstand. Deze weerstand wordt geassocieerd met kielzogvorming die kan worden waargenomen achter een passerende boot.
In vergelijking met wrijvingsweerstand is drukweerstand minder gevoelig voor het Reynoldsgetal. Drukweerstand is belangrijk voor gescheiden stromen.
Deze sleepkracht kan worden waargenomen in de vorm van een kielzog dat wordt gezien achter een passerende boot.
Een stuk baksteen
Een stuk baksteen ervaart vanwege zijn bluflichaamachtige structuur een hoge drukweerstand wanneer het door een vloeistof beweegt.
Voor een bluflichaam is de dominante bron van weerstand drukweerstand en hangt altijd af van het dwarsdoorsnede-oppervlak.
Ik ben Sangeeta Das. Ik heb mijn master Werktuigbouwkunde afgerond met specialisatie in IC-motoren en auto's. Ik heb ongeveer tien jaar ervaring in de industrie en de academische wereld. Mijn interessegebieden omvatten IC-motoren, aerodynamica en vloeistofmechanica. Je kunt me bereiken op
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!