Comment faire un contact sans pression
Dans la pratique, la zone doit seulement être supérieure à environ 10 fois (libre parcours moyen) ^ 2, de sorte que la pression est une propriété de continuum, nous entendons par là dire que pour les domaines d'intérêt de l'ingénierie, qui sont presque toujours beaucoup plus grandes que les zones mesurée en termes de libre parcours moyen, la pression ne possède pas de fluctuations statistiques mesurables provoquées par des mouvements moléculaires. Nous pouvons faire une distinction entre les propriétés microscopiques et les propriétés macroscopiques d'un fluide, où les propriétés microscopiques concernent le comportement à l'échelle moléculaire (qui est, des échelles comparables au libre parcours moyen) et les propriétés macroscopiques se rapportent au comportement une échelle d'ingénierie (qui est, des échelles beaucoup plus grande que le libre parcours moyen).
Pression: direction d'action
Figure 7. Le vecteur force due à la pression agissant sur un élément de surface.
Pression: la transmission par un fluide
Une propriété importante de la pression est qu'elle est transmise à travers le fluide. Quand un tube de bicyclette gonflé est actionnée à un moment donné, par exemple, la pression augmente à tous les autres points dans le tube. Les mesures montrent que l'augmentation est la même à chaque point et égale à la pression appliquée. Par exemple, si une pression supplémentaire de 5 livres par pouce carré ont été soudainement appliquée à la valve du tube, la pression augmenterait à chaque point du tube par exactement ce montant. Cette propriété de transmission de pression non diminuée est un fait expérimental bien établi, et il est une propriété possédée par tous les fluides. La transmission ne se produit pas instantanément, mais à une vitesse qui dépend de la vitesse du son dans le milieu et la forme du récipient. La vitesse du son est importante car elle mesure la vitesse à laquelle les perturbations de pression se propagent (le son est juste une perturbation de pression voyage à travers un milieu). La forme du récipient est important parce que les ondes de pression réfractent et reflètent des parois du récipient, ce qui augmente la distance et le temps des ondes de pression doivent voyager. Ce phénomène doit être familier à quiconque a connu l'acoustique imparfaite d'une salle de concert mal conçu.
La compressibilité des fluides
Tous les liquides sont compressibles. Cependant, dans certaines gamme de conditions, il est souvent possible de faire l'approximation qu'un fluide est incompressible. L'eau, par exemple, ne change son volume très légèrement sous la pression extrême.
que la pression doit également augmenter par un facteur de deux. Si l'air initial est à la pression atmosphérique, la pression va augmenter par une atmosphère (14,696 psi ou 101.325 Pa). Si nous supposons un diamètre de la pompe de 1,25 pouce, puis une force de 18,1 lbf sera nécessaire. Ce n'est pas une grande force, de sorte que l'augmentation de la pression par deux atmosphères supérieures à la pression ambiante se fait facilement.
Si nous utilisons à nouveau un niveau de 1% comme un changement tolérable de la densité, puis, si la température reste constante, la variation admise de la pression est égale à 1% (le processus est plus susceptible d'être isentropique, mais cela ne change pas l'argument très beaucoup). Ceci nécessite une pression dynamique inférieure à 1% de la pression ambiante, de telle sorte qu'au niveau de la mer, où la densité de l'air est d'environ 1,2 kg / m ^ 3 nous sommes limités à des vitesses de moins de 40 m / s (132 ft / s ou 90 mph), ce qui correspond à un nombre de Mach d'environ 0,12. Lorsque l'on considère le flux d'air sur les vélos, on peut toujours supposer que le fluide a une densité constante, et que le nombre de Mach est pas important.
Pression et levage
Lorsque l'on considère les forces qui agissent sur une aile, par exemple, la force de portance est proportionnelle à la différence moyenne de pression agissant sur la surface inférieure et supérieure de l'aile. Cette différence de pression est provoquée par le fait que la vitesse moyenne sur la surface supérieure de la pale est légèrement supérieure à la vitesse moyenne sur la surface inférieure (rappelons que une vitesse plus élevée correspond à une pression plus faible). Les différences de pression sont généralement de petite taille, mais les ailes ont une grande surface de telle sorte que la force de portance totale peut être très grand (un chargé entièrement 747 peut peser jusqu'à 500 000 lbf). Pour un écoulement à faible nombre de Mach, la différence de pression et la force de portance sont proportionnelles à la différence des pressions dynamiques entre les surfaces supérieure et inférieure de la surface portante.