نوشته‌ها

wind chill

Wind Chill

Wind Chill  به معنی سرمای باد است.

Wind Chill  دمای نسبی که روی بدن حس می شود.

در واقع Wind Chill دما یا کاهش دما بر اثر وزش باد نیز تعریف می شود.

Wind Chill  را با یک مثال ساده توضیح می دهیم گاهاً برای شما اتفاق افتاده است که با دست مرطوب یک تکه یخ یا چیزی از یخچال فریزر بردارید که دست یا انگشت شما به آن چسبیده باشد، آیا می دانید چرا این اتفاق می افتد ؟

بدن انسان از سیستمی برخوردار است برای خنک کردن و متعادل نگه داشتن اندام ها که به  سیستم هیدروکویلیی معروف است، بدن انسان مدام در حال تعریق است شاید این تعریق ملموس نباشد اما مثلاً بعد از چند روز لباس بوی بد می گیرد که نشان دهنده ی تعریق بدن است که روی سطح پوست بوجود می آید،  قسمت هایی از بدن که پوشیده نیست و جریان باد به آن برخورد می کند بیشتر تعریق صورت می گیرد، یعنی رطوبت سحطی راحتتر تبخیر می شود تا جایی که قطرات است.

زمانیکه بادی  می وزد شما Wind Chill را حس می کنید مخصوصاً در تابستان که بدن شما گرم است اگر بادی بوزد  عرق می کنید و احساس خنکی بیشتری می کنید.

حال Wind Chill  بیشتر  در فصل  زمستان نمود می کند زمانیکه باد بوزد بخاطر تبخیر سریع سطحی (حتی در سرمای زمستان ) باعث می شود که شخص روی سطح پوست خود سرمای بیشتری نسبت به دمای محیط حس می کند، به این پدیده Wind Chill  گفته می شود.

عاملی که  Wind Chill را متمایز می کند و سبب خطرناک شدن Wind Chill  می شود این است که وقتی بادی که به شما برخورد میکند صفر باشد، 5 درجه سرما 5 درجه حس می شود، وقتی که باد با 10 کیلومتر به شما برخورد کند، 5 درجه سرمای هوا 15 درجه حس می شود، یا زمانی که 20 کیلومتر باد در حال وزیدن باشد، سرمایی که شما حس می کنید در سرمای 5 درجه،ممکن است تصاعدی  40 درجه باشد.

همه این اعداد در جدول Wind Chill  مشخص است، که با افزایش سرعت باد، شخص  تصاعدی منفی آن را در سرما حس می کند، اینجاست که برای پاراگلایدر خطرناک است، خصوصاً خلبانان مسافت باید کاملاً Wind Chill  را بشناسند.

جدول Wind Chill به خلبان نشان می دهد که اگر مثلاً دما صفر شد ؛

  • سرعت پاراگلایدر هم صفر باشد، خلبان صفر درجه سرما حس می کند.
  • سرعت پاراگلایدر 5 کیلومتر باشد، خلبان 5- درجه سرما حس می کند.
  • سرعت پاراگلایدر 10 کیلومتر باشد، خلبان 15- درجه سرما حس می کند.
  • و اگر سرعت پاراگلایدر به 20 کیلومتر برسد، خلبان 35-درجه سرما احساس می کند.

Wind Chill به چه قسمت هایی از بدن آسیب جدی میزساند ؟

Wind Chill به انگشت ها، دست، صورت، گوش، بینی ، قسمت هایی از بدن که در معرض باد  قرار دارد و ممکن است  دچار یخ زدگی شود آشیب جدی میزند.

زیرا یخ زدگی آرام آرام بوجود می آید بدون اینکه شخص حس کند، شخص اول احساس درد می کند و با خود می گوید تحمل میکنم! کم کم به جایی میرسد که دیگر حس نمی کند.

خلبان های پاراگلایدر برای بهره بردن بیشتر از لذت پرواز، تمایل به بیشتر در آسمان ماندن دارند، پس وقتی سرما و سوزش و درد را حس می کنند با خود می گویند ده دقیقه دیگر تحمل میکنم! غافل از اینکه در همان ده دقیقه آن  بافتی که باید به آن خون می رسیده میمیرد و از بین میرود.

در کشور کانادا برای پدیده Wind Chill اهمیت زیادی قائل هستند چون معمولاً دمای هوا 10- یا 15- است  و در روزهایی که دمای هوا حدود  10-  یا  15- یا بالاتر باشد و سرعت باد نیز بیشتر از  5 یا 10 کیلومتر باشد مدارس را تعطیل اعلام می کنند تا کودکان در حین رفتن به مدرسه دچار یخ زدگی نشوند، زیرا اگر دچار یخ زدگی شوند متوجه نمی شوند تا به مدرسه برسد ممکن است بافت های نوک بینی و بلاله گوش خود را ازدست بدهند که قابل ترمیم نیز نمی باشد.

☆ در پرواز پاراگلایدر، خلبان هایی که به ارتفاع 6000 متر یا 7000 متر می رسند پدیده Wind Chill برایشان اتفاق می افتد  خصوصاً در سرعت های مختلف.

در نتیجه Wind Chill   به پدیده ای گفته می شود ؛ انسان  دائماً در سطح پوست ش تبخیر سطحی رُخ میدهد و این تبخیر سطحی در اثر وزش باد باعث می شود تبخیر افزایش پیدا کند، حال اگر این کار با  باد سرد و زیر صفر توام شود پدیده Wind Chill بوجود می آید که شخص  بیشتر از آن چیزی که دمای محیط است را حس می کند. با افزایش باد قاعدتاً دمای کمتری را هم حس می کند.

بادنما پاراگلایدر

بادنما

بادنما در علم هواشناسی و پرواز کمک شایانی به این عرصه چه از نظر سرعت باد و چه از نظر جهت باد می کند.

شاید برای شما این سوال پیش اومده باشد که چرا باد نما همیشه رو به باد است و باد را نشان می دهد ؟

جواب این سوال خیلی ساده است بدلیل Vein Effect

اینکه بادنما پایش داخل زمین قرار دارد و زمین متصل است  جهت باد را به خلبان نشان می دهد .

اگر بادنما درست داخل زمین قرار نگیرد  کنده می شود و قل می خورد اما زمانیکه درست در زمین قرار گرفته باشد دقیقاً جهت باد و سرعت باد را درست نشان می دهد .

بدلیل Vein Effect   بال پاراگلایدر  می چرخد رو به باد می شود مخصوصاً برای زمانی که  Cross Wind  باشد .

ایرفویل داخل بسته هوایی

تطابق قانون برنولی بر ایرفویل(Airfoil)

تطابق قانون برنولی بر ایرفویل به زبان ساده این طور توضیح داده می شود.

یک بسته هوا را در نظر بگیرید که در همه ی لایه ها (دما ،سرعت ،فشار)هم اندازه است حال اگر یک ایرفویل در این بسته هوا قرار گیرد تغییرات سرعت و فشار رُخ می دهد

وقتی جریانات هوا در حال رد شدن از ایرفویل هستند چه اتفاقی می افتد؟

لبه ی حمله ی(L.E) قسمت جلویی ایرفویل جایی که جریان هوا در آن شکافته می شود و در دو قسمت،سطح بالا و سطح پایین حرکت می کند مشاهد می کنید که بسته هوا نسبت به ایرفویل در قسمتهایی حجم کمتر و در قسمتهایی حجم بیشتر دارد.(مشخص شده در شکل)

بنابراین تفاوت هایی در سرعت و فشار در قسمتهایی از ایرفویل بوجود می آید و نتیجه تغییرات سرعت و فشار روی ایرفویل، نیروهای( lift) را بوجود می آورد.

_ مولکولی که از سطح بالایی (  upper surface ) ایرفویل رد می شود را مولکول (u) و مولکولی که از سطح زیرین (lower surface) ایرفویل رد می شود رو مولکول(L) نامگذاری می کنیم.حال اگر بخواهیم تطابق قانون برنولی بر ایرفویل از لحاظ ریاضی و هندسی بررسی کنیم:

بنا به قانون برنولی دو خط داریم فاصله ای که مولکول(u) تا انتهای ایرفویل که لبه ی فرار (T.E) نام دارد طی می کند و منحنی شکل است با فاصله ای که مولکول (L) طی می کند که مسیر صاف است،اگر منحنی را بکشیم و مثل خط صاف کنیم دو خط در کنار هم

 

می شود.

مسیری که مولکول (u) طی می کند از مسیری که مولکول (L) طی می کند بیشتر است

پس در نتیجه بنا به خاصیت همگرایی واگرایی

Xu   >  XL

و باز بنا به خاصیت همگرایی واگرایی مولکول (u) و مولکول( L) هم زمان از هم  جدا می شوند و همزمان به هم میرسند

پس خواهیم داشت:

tu   =   tL

حال اگر فکر کنید دو دونده همزمان از مسیرهای L و u همزمان شروع به دویدن کنند و باید همزمان به خط پایان برسند ،پس دونده (u)باید سریعتر بدود از دونده (L) بدود تا همزمان به خط پایان برسند پس:

Vu    >   VL

 

بنا بر قانون برنولی سرعت افزایش پیدا کند فشار کم می شود

Pu     <    PL

وقتی فشار در سطح بالایی کم شود و فشار در سطح زیرین ثابت است ایجاد جابجایی و Lift می کند.

با تطابق قانون برنولی بر ایرفویل ثابت شد تغییر فشار در سطح بالایی نسبت به سطح زیرین ،که 2/3L ift در سطح بالایی ایرفویل بوجود می آید که باعث مکش و کشش پاراگلایدر به سمت بالا می شود

_ در مثال شیلنگ آب گفته شد که بر اثر برخورد سیال با جسم جامد جابجایی رُخ می دهد،با عبور ایرفویل از درون سیال ،برخورد سیال با سطح زیرین ایرفویل ایجاد Lift  می کند و 1/3lift در سطح زیرین  ایرفویل  بوجود می آید.

 

Total lift :

1/3Lift  ====》Lower surface    بخاطر قانون سوم نیوتن 

2/3Lift   ====》upper surface    بنا بر اصل قانون برنولی