In questo articolo verrà discusso il "Coefficiente di resistenza della sfera" e verranno anche spiegati i fatti dettagliati relativi al coefficiente di resistenza della sfera. Il coefficiente di resistenza della sfera è un fattore molto importante per una questione.
Il coefficiente di resistenza della sfera deriva come, il rapporto tra la superficie della sfera del volume simile per la materia del corpo rispetto all'area della superficie per la materia del corpo. Il coefficiente di resistenza della sfera è un parametro fisico che dipende profondamente dalla forma e dalle dimensioni della materia.
Qual è il coefficiente di resistenza aerodinamica di una sfera?
Il coefficiente di resistenza aerodinamica di una sfera dipende dalla geometria della materia e dalla viscosità della sostanza liquida attraverso la quale la materia può fluire.
Il coefficiente di resistenza della sfera deriva dal fatto che qualsiasi materia a forma di sfera si muove in un movimento attraverso una sostanza liquida si trova di fronte al parametro fisico della resistenza. La quantità totale di forza viene applicata nella stessa direzione in cui la forza di sollecitazione di taglio e la pressione hanno agito sul piano della materia.
Come calcolare il coefficiente di resistenza di una sfera?
Trascina la pressione è possibile calcolare il coefficiente per una materia a forma di sfera usando questa formula,
Dove,
cd = Coefficiente di pressione di trascinamento per una materia a forma di sfera
Fd = Forza di trascinamento per una materia a forma di sfera espressa in Newton
A = Area della forma in pianta per una materia a forma di sfera espressa in metri quadrati
ρ = Densità di una materia a forma di sfera espressa in chilogrammo per metro cubo
v = Viscosità una materia a forma di sfera espressa in metri al secondo
Usando l'eqn (1) mettendo i valori di densità di massa, velocità del flusso, forza di trascinamento e area possiamo ottenere il valore del coefficiente di resistenza di una sfera.
Per la materia sferica l'area può essere calcolata come A = π r2 ……..eq (2)
L'eqn (2) è applicabile per la superficie. Poiché la formula della superficie è A = 4 πr2
Coefficiente di trascinamento della formula della sfera:
La formula del coefficiente di resistenza alla pressione è riportata di seguito,
Dove,
Fd = Forza di trascinamento espressa in Newton
cd = Coefficiente di resistenza
ρ = Densità di una sostanza liquida espressa in chilogrammo per metro cubo
v = Velocità del flusso di una sostanza liquida espressa in metri al secondo
A =Area di riferimento per una particolare sostanza della forma corporea espressa in metri quadrati
La resistenza alla pressione per il coefficiente di materia a forma di sfera ne dipende diversi fatti come dimensione e forma significa la geometria del corpo della sfera e la viscosità della sostanza liquida attraverso la quale la materia a forma di sfera può fluire.
Coefficiente di trascinamento di una sfera rispetto al numero di Reynolds:
Il coefficiente di resistenza di una sfera diminuisce con il numero di Reynolds e il coefficiente di resistenza diventa quasi una costante (CD = 0.4) per un numero di Reynolds compreso tra 103 e 2 × 105. All'aumentare del numero di Reynolds (Re > 2×105), lo strato limite si assottiglia nella parte anteriore della sfera e inizia la sua transizione verso la turbolenza.
Credito immagine - wikipedia
Quando si progetta un sistema che scorre in un movimento attraverso una sostanza liquida, la resistenza temporale è la cosa migliore per la misurazione per il sistema o per calcolare la resistenza mediante una simulazione. Il coefficiente di resistenza è spesso utile per ripristinare i dati per un particolare modello analitico.
L'unico problema che sorge durante questo processo è che un modello non è appropriato per derivare tutti i tipi di flusso di movimento nella sostanza liquida nella regione di transizione e per entrambi i regimi.
Invece di una pratica particolare viene utilizzato per misurare e simulare i dati per calcolare i modelli in ogni regime di tipo di flusso e successivamente seguire dove i modelli si intersecano per calcolare la regione di transizione.
Ora discuteremo gli esempi e il Cf l'espressione è considerata sia per la resistenza alla pressione che per la resistenza all'attrito della pelle.
Esempio laminare:-
Coefficiente di resistenza di una sfera contro Reynolds numero per flusso laminare può essere scritto come,
Coefficiente di trascinamento di una sfera rispetto al numero di Reynolds per flusso laminare l'equazione si sposa perfettamente con un'ampia gamma di numeri di Reynolds in un sistema chiuso di geometrie. Il coefficiente di resistenza di una sfera rispetto al numero di Reynolds per l'equazione del flusso laminare non è appropriato per il numero di Reynolds a bassa resistenza che potrebbe essere inferiore a 36 soprattutto per il flusso incomprimibile o molto vicino a incomprimibile.
Nel flusso incomprimibile o molto vicino a incomprimibile possiamo osservare che il coefficiente di resistenza aerodinamica è vicino alla funzione lineare della velocità.
Esempio turbolento:-
Il coefficiente di resistenza di una sfera rispetto al numero di Reynolds per il turbolento può essere scritto come,
Coefficiente di trascinamento di una sfera rispetto al numero di Reynolds per flusso turbolento l'equazione si sposa perfettamente con un semplice intervallo di numeri di Reynolds in un sistema chiuso di geometrie.
Coefficiente di forza di trascinamento della sfera:
Il caso più studiato del coefficiente di forza di resistenza è per la materia del corpo a forma di sfera.
Quando un corpo a forma di sfera allo stato solido interagisce con il fluido, il coefficiente di forza di trascinamento del tempo viene prodotto sulla materia solida a forma di sfera. Il coefficiente di forza di trascinamento della materia sferica non è prodotto da nessun tipo di campo di forza.
Domande frequenti:-
Domanda: -
Scrivi su Skin Friction drag Coefficient.
Soluzione: –. Il coefficiente di resistenza all'attrito della pelle è un parametro fisico che è lo stress di taglio della pelle adimensionale. È principalmente adimensionale a causa della pressione dinamica applicata sulla materia dal flusso libero.
La formula del coefficiente di resistenza all'attrito della pelle è,
Dove,
Cf = Coefficiente di attrito della pelle
Tw= Stress da taglio cutaneo applicato sul piano superficiale del corpo
v∞ = Velocità del flusso libero per la velocità del corpo
ρ∞ = Velocità del flusso libero per la densità del corpo
1/2ρ∞ v2∞ ≡q∞ = Pressione dinamica a flusso libero per il corpo della materia
La relazione con il numero di Reynolds e il coefficiente di resistenza all'attrito della pelle è indirettamente proporzionale tra loro. Significa che se il numero di Reynolds aumenta, il coefficiente di resistenza all'attrito della pelle diminuisce e se il numero di Reynolds diminuisce, il coefficiente di resistenza all'attrito della pelle aumenta.
Credito immagine - Wikimedia Commons
Flusso laminare:-
Dove,
Rex = ρ vx/μ Rappresenta il numero di Reynolds
x = Rappresenta la distanza in particolare dal punto di riferimento a cui iniziano gli strati di confine.
Flusso di transizione:-
Dove,
y = Rappresenta la distanza dal muro
u = La velocità del fluido che scorre in un movimento e data come y
K1 = Karman Costante
Il valore di Karman Constant è inferiore a 0.41 e Karman Constant è il valore per lo strato limite di transizione e lo strato limite turbolento
K2= costante di Van Dryest
K3= parametro di pressione
p = pressione
x = La coordinata lungo una superficie in cui si forma uno strato limite
Flusso turbolento:-
Domanda: -
Riva guida la sua auto ogni giorno Calcutta a Durgapur. Quando Riva guida la sua auto quella volta la velocità dell'auto è di circa 90 chilometri orari e quella volta il coefficiente di resistenza aerodinamica è 0.35. La superficie della sezione trasversale per l'auto è di 6 mq.
Ora determina la quantità di forza di trascinamento.
Soluzione: – Dati dati sono,
Velocità dell'auto = 90 chilometri orari
Coefficiente di resistenza dell'auto = 0.35
Area della sezione trasversale dell'auto = 6 mq
Densità del fluido dell'auto = 1.2 chilogrammo per metro cubo
Sappiamo tutti che la velocità dell'aria è di 1.2 chilogrammi per metro cubo
Ora, applicata la formula della forza di trascinamento,
Dove,
D = Forza di trascinamento della pressione
Cd= Coefficiente di resistenza alla pressione
ρ = densità
v = velocità
A = Area di riferimento
D = 0.35 * 1.2 * 8100 * 6/2 * 3600
D = 2.8 Newton
Riva guida la sua auto ogni giorno Calcutta a Durgapur. Quando Riva guida la sua auto quella volta la velocità dell'auto è di circa 90 chilometri orari e quella volta il coefficiente di resistenza aerodinamica è 0.35. La superficie della sezione trasversale per l'auto è di 6 mq.
La quantità di forza di trascinamento 2.8 Newton
Domanda: -
Un aereo ogni giorno sposta Mumbai a Katakana. Quando l'aereo si muove in quel momento, la velocità dell'aereo è di circa 750 chilometri orari e quella volta il coefficiente di resistenza è 0.30. L'area della sezione trasversale per l'auto è di 115 mq.
Ora determina la quantità di forza di trascinamento per l'aereo.
Soluzione: – Dati dati sono,
Velocità dell'aereo = 750 chilometri orari
Coefficiente di trascinamento del piano = 0.30
Area della sezione trasversale del piano = 115 mq
Densità del fluido dell'aereo = 1.2 chilogrammo per metro cubo
Sappiamo tutti che la velocità dell'aria è di 1.2 chilogrammi per metro cubo
Ora, applicata la formula della forza di trascinamento,
D = Cd * ρ * LA/2
Dove,
D = Forza di trascinamento della pressione
Cd = Coefficiente di resistenza alla pressione
ρ = densità
v = velocità
A = Area di riferimento
D = 3234 Newton
Un aereo ogni giorno sposta Mumbai a Katakana. Quando l'aereo si muove in quel momento, la velocità dell'aereo è di circa 750 chilometri orari e quella volta il coefficiente di resistenza è 0.30. L'area della sezione trasversale per l'auto è di 115 mq.
La quantità di forza di trascinamento per l'aereo è 3234 Newton
Domanda: -
Qual è la relazione tra la resistenza e il numero di Reynolds?
Soluzione: – La relazione tra trascinamento e numero di Reynolds è direttamente proporzionale tra loro. Significa che se la resistenza aumenta, aumenta anche il numero di Reynolds e se la resistenza diminuisce, anche il numero di Reynolds diminuisce.
Quando il numero di Reynolds aumenta, le forze viscose diminuiscono rispetto alle forze interne, quindi il punto di separazione si sposta verso l'alto verso l'equatore.
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