Мал. 1. Залежність температури повітря T від висоти h в земній атмосфері (штрихуванням показані межі граничних відхилень на висотах до 30 км) [2]

За характером зміни температури по висоті атмосферу ділять на п'ять шарів (рис. 1): тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, екзосферу. Ділянки переходу від шару до шару називають паузами: тропопауза, стратопауза, мезопауза, термопауза.

Для отримання залежності тиску від висоти розглянемо статичну рівновагу повітря в полі гравітаційних сил. Виділимо елементарний елемент - циліндр, в межах якого щільність повітря і прискорення вільного падіння можна вважати незмінними, з віссю, перпендикулярної до поверхні гравітаційного потенціалу (рис. 2). Умова рівноваги цього елемента буде мати вигляд

pdF- (p + dp) dF-ρgdFdh = 0, (1)

де р - тиск повітря на висоті h; dp - зміна тиску зі зміною висоти на dh; dF - площа підстави елементарного циліндра; ρ - щільність повітря на даній висоті; g - прискорення вільного падіння.

Мал. 2. Схема рівноваги циліндричного елемента, виділеного з стовпа повітря [2]

З рівняння (1.1) легко виходить залежність

dp = -ρgdh, (2)

відома як диференціальне рівняння гідростатики. Для інтегрування рівняння (1.2) і отримання аналітичної залежності р від h необхідно знати характер зміни ρ і g по висоті. Зокрема, для нестисливої ​​рідини, наприклад води, коли g = const і ρ = const, інтегрування дає лінійну залежність тиску від глибини занурення:

р = ро + ρgh,

де ро - тиск на вільну поверхню рідини; h - глибина занурення, яка відлічується від вільної поверхні вниз.

Якщо відомий характер зміни температури по висоті, рівняння (2) може бути проінтегрувати. Зокрема, для тропосфери при

Th = Tо - αh, (3)

де Th, То - значення абсолютної температури на висоті h і нульовий висоті відповідно; α - градієнт зміни температури по висоті, α = 6,5 К / км, отримуємо

ph = po · , (4)

де po - тиск на нульовий висоті; g - прискорення вільного падіння, g = 9,80665 м / с2; R - газова постійна для повітря, R = 287,05287 Дж / (кг · К).

Для початкового ділянки стратосфери, на якому температура повітря постійна,

ph = po ст · exp , (5)

де hо ст - висота початку ізотермічного шару стратосфери, м; ро ст - тиск на висоті hо ст; Tо ст - значення абсолютної температури.

В реальних умовах параметри атмосфери схильні помітним відхиленням від своїх середніх значень (сезонним, добовим, метеорологічним і ін.). З метою забезпечення порівнянності між собою результатів льотних випробувань авіаційної техніки, отриманих в різних ситуаціях, в нашій країні і за кордоном використовується так звана стандартна атмосфера, параметри якої розраховуються за формулами типу (4), (5) [3]. Як констант в ній прийняті (крім уже згаданих): Те = 288 К (tо = 15 ° С); ро = 101 325 Па (760 мм рт. ст.); hо ст = 11 км; Tо ст = 216,5 К (tо ст = -56,5 ° С); ро ст = 22 690 Па (170 мм рт. ст.).

Обгрунтування вихідних даних для дипломного проекту
У перспективі на 5-10 років роботи приймаємо середньодобовий пробіг автомобілів за марками. ГАЗ 3307 = 150 км Урал 4320 = 200 км Так як ціни на автомобільний транспорт зросли в багато разів, в порівнянні з минулими роками, то багато підприємств не в змозі купувати нові автомобілі. Таке покладено ...

Техніка безпеки під час виконання робіт в зоні ТО-2
Головним завданням охорони праці є створення таких умов, при яких повністю забезпечуються безпечні умови праці і завчасно усуваються причини. Які можуть спричинити за собою нещасні випадки і захворювання робітників. Працівники (тобто слюсарі) даної зони ТО-2 повинні знати і соблюд ...

Обгрунтування прийнятої конструкції
При проведенні технічного обслуговування і ремонту машин велику питому вагу серед технологічних операцій проведення цих робіт займає мастило машин. Для виробництва мастильно-заправних робіт використовують найрізноманітніші пристосування, від простих ручних шприців до вельми складних по влаштуванню ...