पवन पुश की गणना कैसे करें

हवा एक बड़े पैमाने पर हवा है जो अधिकांशतः उच्च दबाव क्षेत्र से क्षैतिज दिशा में कम दबाव वाले की ओर बढ़ती है। बहुत तेज हवाएं वास्तव में विनाशकारी हो सकती हैं, क्योंकि वे एक संरचना की सतह पर तीव्र जोर देते हैं। यह हवा जोर डिजाइन और सबसे सुरक्षित इमारतों, और अधिक हवा धाराओं के लिए प्रतिरोधी और, इस तरह के एंटेना के रूप में तत्वों का सही ढंग से स्थिति इमारतों खुद को ऊपर के लिए के निर्माण करने के लिए गणना करने के लिए आवश्यक है।

सामग्री

कदम

भाग 1
भाग 2

कदम

भाग 1

जेनेरिक फॉर्मूला

सामान्य सूत्र को परिभाषित करें। यह है एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी जहाँ एफ यह हवा से बल लगाया जाता है, एक यह वस्तु का अनुमानित क्षेत्र है, पी हवा का दबाव ई सीडी है वायुगतिकीय खींचें गुणांक. यह समीकरण ज्ञात क्षेत्र के साथ किसी विशिष्ट ऑब्जेक्ट पर हवा (जोर) द्वारा लगाए गए बल की गणना के लिए उपयोगी है।

ऑब्जेक्ट के अनुमानित क्षेत्र की गणना करता है (ए) यह त्रि-आयामी वस्तु की दो-आयामी सतह है जो हवा से प्रभावित होती है। संपूर्ण विश्लेषण के लिए, आप संरचना के प्रत्येक चेहरे पर गणना को दोहरा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि इमारत के पश्चिमी मुखौटे में 20 मीटर का क्षेत्रफल है², विशिष्ट बहाना पर हवा के दबाव की गणना करने के लिए उस मूल्य का उपयोग करें

क्षेत्र की गणना के लिए फार्मूला आकार और मुखौटा के आकार पर निर्भर करता है। यदि यह एक सपाट दीवार है, तो सूत्र का उपयोग करें क्षेत्र = लंबाई x ऊँचाई. यदि यह एक स्तंभ है, तो यह इस अन्य सूत्र के अनुसार, ऊँचाई से व्यास को गुणा करके अनुमानित करता है क्षेत्र = व्यास x ऊंचाई.

यदि आप अंतर्राष्ट्रीय मीट्रिक सिस्टम (एसआई) का उपयोग करते हैं, तो क्षेत्र को वर्ग मीटर में मापा जाता है (मी²);

यदि आप इंपीरियल मीट्रिक सिस्टम का उपयोग करते हैं, तो क्षेत्र को वर्ग फुट (फुट²)।

हवा के दबाव की गणना करें दबाव बनाने के लिए सूत्र, में व्यक्त PSF शाही मीट्रिक प्रणाली में (प्रति वर्ग फुट), है पी = 0.00256 x वी², जहाँ "वी" में हवा की गति है मील प्रति घंटा (मील प्रति घंटे) अंतरराष्ट्रीय मीट्रिक प्रणाली के अनुसार दबाव की गणना करने के लिए, में व्यक्त एन / मी² (न्यूटन प्रति वर्ग मीटर) सूत्र का उपयोग करता है पी = 1/2 x ρ एक्स वी², जहाँ "वी" में हवा की गति व्यक्त की है m / s (मीटर प्रति सेकंड) ई "ρ" यह पारंपरिक रूप से 1.25 किलो / मी में लिया गया हवा का घनत्व है³. के मूल्य को प्रतिस्थापित करना "ρ" तब सूत्र में हम होंगे पी = 1/2 x 1.25 किलो / मी³ एक्स वी² और तदनुसार पी = 0.615 x वी².

यह सूत्र अमेरिकी सोसाइटी ऑफ सिविल इंजीनियर्स के कोड पर आधारित है। गुणांक 0.00256 हवा घनत्व और गुरुत्वाकर्षण त्वरण के विशिष्ट मूल्यों के आधार पर गणना का परिणाम है।

इंजीनियर्स एक और सटीक सूत्र का उपयोग करते हैं जिसमें अन्य कारकों पर विचार किया जाता है, जैसे आसपास के इलाके और निर्माण का प्रकार। आप एएससीई कोड 7-05 के सूत्रों में से किसी एक को देख सकते हैं या निम्नलिखित अनुच्छेदों में यूबीसी सूत्र का उपयोग कर सकते हैं।

यदि आप पवन मूल्य के बारे में सुनिश्चित नहीं हैं, तो मानकों का उपयोग करके आप अपने क्षेत्र में सबसे तेज हवा की गति प्राप्त कर सकते हैं इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एसोसिएशन (ईआईए) या इस प्रकार के आवेदन को विनियमित करने वाले नियमों के अनुसार एक विशिष्ट तालिका का उपयोग करें। विभिन्न क्षेत्रीय क्षेत्रों में अलग-अलग संदर्भ हैं

प्रश्न में ऑब्जेक्ट के लिए खींचें गुणांक निर्धारित करता है वायुगतिकीय ड्रैग एक ऑब्जेक्ट की सतह पर दबाव द्वारा उत्पन्न तरल प्रवाह की दिशा में परिणामस्वरूप बल होता है। वायुगतिकीय गुणांक द्रव के भीतर किसी वस्तु के प्रतिरोध को दर्शाता है और उसके आकार, आकार और खुरदरापन पर निर्भर करता है। अनुमानित मान के लिए प्रश्न में वस्तु के आकार से संबंधित तालिका का उपयोग करना संभव है। उदाहरण के लिए:

लंबी बेलनाकार ट्यूब के लिए मानक वायुगतिकीय गुणांक 1.2 है जबकि एक छोटे सिलेंडर के लिए 0.8 है। ये मान कई इमारतों के शीर्ष पर स्थित ट्यूबलर एंटेना पर लागू होते हैं।

एक फ्लैट स्लैब के लिए मानक गुणांक, जैसे भवन की मुखौटा, एक लंबी स्लैब के मामले में 2.0 है और 1.4 छोटे स्लैब के लिए।

एक फ्लैट के लिए गुणांक और बेलनाकार सतह के बीच का अंतर लगभग 0.6 है।

वायुगतिकीय गुणांक में माप की कोई इकाई नहीं है।

हवा के दबाव की गणना करें ऊपर वर्णित मानों का उपयोग करके, अब आप समीकरण के साथ हवा के दबाव की गणना कर सकते हैं एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी.

उदाहरण। मान लीजिए हम 5 सेमी के व्यास के साथ 2 मीटर उच्च ऐन्टेना पर 100 किमी / घंटा की दूरी पर चलने वाली हवा का जोर निर्धारित करना चाहते हैं।

अनुमानित क्षेत्र की गणना करके प्रारंभ करें इस मामले में हमारे पास होगा: ए = व्यास x ऊंचाई = 2 मी x 0.05 मी = 0.1 मीटर² (मीटर में सेंटीमीटर को बदलने के लिए आवश्यक है);

हवा के दबाव की गणना करें पिछले सूत्र के अनुसार (अंतरराष्ट्रीय मीट्रिक सिस्टम का उपयोग करके) हमारे पास होगा: पी = 0.615 x वी². हमें पता है कि गति में व्यक्त किया जाना चाहिए "मीटर प्रति सेकंड"इसलिए, सटीक मूल्य को बदलने से पहले, डेटा को किमी / घंटा से मी / एस में परिवर्तित करना आवश्यक है यह जानते हुए कि 1 किमी 1000 मीटर के बराबर है और 1 सेकेंड 1/3600 1 घंटा है, हमारे पास 100 x 10 होगा³ / 3600 = 100/3600 x 10³ = 27.778 मी / एस एक बार वेग प्राप्त किया जाता है, हम इसे अपने समीकरण में बदल सकते हैं, इसलिए पी = 0.615 x 27.778² = 474.545 एन / मी².

हम जानते हैं कि इस मामले में मानक वायुगतिकीय गुणांक लगभग 0.8 है

अब हम अपने सूत्र में सभी ज्ञात मानों को बदल देते हैं:
एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी = (0.1 मी²) एक्स (474,545 N / मी²) एक्स 0.8 = 37.96 एन = 0.038 के.एन..

तो ऐन्टेना पर हवा द्वारा लगाए गए बल है 0.038 के.एन..

भाग 2

ईआईए (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एसोसिएशन) के अनुसार हवा के दबाव की गणना करें

हम ईआईए द्वारा विकसित सूत्र को परिभाषित करते हैं। हवा के दबाव की गणना के लिए सूत्र है एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी एक्स के.जे. x घ, जहाँ एक प्रभावित क्षेत्र है, पी यह हवा का भार है, सीडी खींचें गुणांक है, kz जोखिम गुणांक ई है gh है "गड़बड़ प्रतिक्रिया कारक"। यह सूत्र हवा के दबाव की गणना के लिए अधिक मापदंडों को लेता है और आमतौर पर एंटेना पर हवा का भार प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

समीकरण चर को समझें उचित तरीके से समीकरण का उपयोग करने के लिए, आपको सबसे पहले यह समझने की आवश्यकता है कि चर क्या दर्शाते हैं और प्रत्येक इकाई के लिए माप की इकाई क्या है

एक, पी और सीडी वे जेनेरिक सूत्र में उपयोग किए गए एक ही चर हैं;

kz एक्सपोजर गुणांक है और गणना की जाती है कि वह जमीन से ऊँचाई ऑब्जेक्ट के केंद्रीय बिंदु तक ले जाती है। इस पैरामीटर के लिए उपाय की इकाई पैर (फुट) है;

gh है "गड़बड़ प्रतिक्रिया कारक" और वस्तु की पूरी ऊंचाई को ध्यान में रखते हुए गणना की जाती है। माप की इकाई 1 / पैर या फुट है^-1.

अनुमानित क्षेत्र निर्धारित करता है ऑब्जेक्ट का अनुमानित क्षेत्र इसके आकार और वजन के अनुसार भिन्न होता है। अगर हवा एक सपाट सतह को मारती है, तो अनुमानित क्षेत्र की गणना करना सतह की तुलना में आसान है। अनुमानित क्षेत्र उस क्षेत्र का एक अनुमान होगा जो हवा में संपर्क में आता है। इसका निर्धारण करने के लिए कोई सूत्र नहीं है, लेकिन कुछ बुनियादी गणनाओं के कारण यह मात्रा का अनुमान लगाने में संभव है। इस पैरामीटर के लिए माप की इकाई है वर्ग फुट (फुट²)।

एक सपाट सतह के लिए, बस हवा की दीवार की लंबाई से चौड़ाई गुणा करें;

यदि यह एक ट्यूब या एक स्तंभ है, तो आप ऊँचाई और चौड़ाई का उपयोग कर क्षेत्र का अनुमान लगा सकते हैं। इस मामले में, चौड़ाई वस्तु के व्यास से ज्यादा कुछ नहीं है।

हवा के दबाव की गणना करें यह पैरामीटर समीकरण द्वारा दिया गया है पी = 0.00256 x वी², जहां वी मील प्रति घंटा (मील प्रति घंटे) में व्यक्त की गई हवा की गति है हवा का दबाव के लिए माप की इकाई प्रति वर्ग पाउंड (psf) पाउंड है।

उदाहरण के लिए, यदि हवा की गति 70 मील प्रति घंटा है, तो दबाव डाला जाएगा 0.00256 x 70² = 12.5 psf

किसी भी गति से हवा के दबाव की गणना करने के लिए एक विकल्प विभिन्न क्षेत्रों के अनुसार स्थापित मानक का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका के ईआईए बड़े हिस्से के अनुसार जोन ए, जिसमें हवा की गति 86.6 मील प्रति घंटा माना जाता है में शामिल है, लेकिन तट के साथ क्षेत्रों (जोन बी (100 मील प्रति घंटे) में या जोन सी में गिर सकती है 111 , 8 मील प्रति घंटे)

प्रश्न में ऑब्जेक्ट के खींचें गुणांक निर्धारित करता है एक वस्तु की सतह पर दबाव के कारण वायुगतिक ड्रैग प्रवाह की दिशा में बल है। यह गुणांक द्रव के माध्यम से किसी वस्तु के वायुगतिकीय प्रतिरोध को दर्शाता है और वस्तु के आकार, आकार और खुरदरापन पर निर्भर करता है।

एक लंबी बेलनाकार ट्यूब का खींचें गुणांक 1.2 है और एक छोटा सिलेंडर के लिए यह 0.8 है। इन मानकों को आप कई इमारतों में मिल एंटेना के लिए लागू कर रहे हैं।

ऐसी इमारत मुखौटा के रूप में एक सपाट सतह के लिए कर्षण गुणांक 2.0 है (यदि नहीं बल्कि लंबे समय तक), 1.4 अगर यह एक छोटे सतह है।

फ्लैट या बेलनाकार वस्तुओं के लिए दो गुणांक के बीच अंतर लगभग 0.6 है।

वायुगतिकीय खींचें गुणांक में माप की कोई इकाई नहीं है

जोखिम गुणांक की गणना करें (kz)। इस पैरामीटर को सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है [जेड / 33]^(2/7)), z यह जमीन से वस्तु के केंद्रीय बिंदु तक की ऊंचाई है

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास जमीन से 48 फुट ऊपर 3 फीट लंबी एंटीना है, तो इसका मूल्य z यह 46.5 फीट है

Kz = [z / 33]^(2/7))= [46,5 / 33]^(2/7)) = 1.1 फीट

के मूल्य की गणना gh. यह कारक समीकरण के साथ गणना की जाती है घ = 0.65 + 0.60 / [(एच / 33)^(1/7)], जहाँ ज यह ऑब्जेक्ट की ऊंचाई है

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास जमीन से 48 फुट ऊपर 3 फीट लंबी एंटीना है, तो हमारे पास होगा घ = 0.65 + 0.60 / [(एच / 33)^(1/7)]= 0.65 + 0.60 (51/33)^(1/7)= 1.22 फीट^-1.

हवा भार की गणना करें प्राप्त मूल्यों का उपयोग करके, अब आप समीकरण का उपयोग कर हवा के दबाव की गणना कर सकते हैं एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी एक्स के.जे. x घ. प्रत्येक वेरिएबल के मान को बदलें और गणना करें।

उदाहरण के लिए, मान लीजिए हम 0.5 इंच की एक व्यास है, जो एक लंबा संरचना 48 फीट है, जो 70 मील प्रति घंटे हवा gusts से प्रभावित होता है के शीर्ष पर स्थापित किया गया है के साथ 3 फुट एंटीना चंद्रमा पर हवा लोड निर्धारित करने के लिए चाहते हैं।

अनुमानित क्षेत्र की गणना करके शुरू करते हैं। इस मामले में हमारे पास होगा: ए = लंघ x चौड़ाई = 3 फीट एक्स [0.5 एक्स (1 फीट / 12 इंच)] = 0.125 फीट²;

हवा के दबाव की गणना करें: पी = 0.00256 x ² = 0.00256 x 70² = 12.5 psf-

एक छोटा सिलेंडर को देखते हुए, खींचें गुणांक 0.8-

Kz = [z / 33]^(2/7)) = [46,5 / 33]^(2/7)) = 1.1 फीट-

घ = 0.65 + 0.60 / [(एच / 33)^(1/7)]= 0.65 + 0.60 (51/33)^(1/7)= 1.22 फीट^-1

समीकरण में मान बदलें: एफ = एक एक्स पी एक्स सीडी एक्स के.जे. x घ = 0.125 x 12.5 x 0.8 x 1.1 x 1.22 = 1.68 एलबीएस

इसलिए हवा का दबाव 1.68 एलबीएस है।