壓力的疑惑
問:我們開列送風(fēng)機(jī)的規(guī)格一般是以「風(fēng)量」和「靜壓」來表示。「風(fēng)量」的單位是每單位時(shí)間內(nèi)所吹送的體積,如m3/min,這一點(diǎn)很容易瞭解。但我對(duì)「靜壓」就有些疑惑了,我們一般都講「壓力」,譬如空氣壓縮機(jī)可以打
答:這個(gè)問題確實(shí)是一個(gè)相當(dāng)基本的問題。讓我先把壓力的名詞解釋過後,再來回答您其他的問題。我們從小學(xué)以來所學(xué)的大多是「壓力」一詞,也就是每單位面積上的力量,如kg/cm2。但是,事實(shí)上壓力卻可分為三種方法來表現(xiàn),也就是「全壓」、「靜壓」和「動(dòng)壓」,而其間的關(guān)係是:「全壓 =靜壓+動(dòng)壓」。
首先我們來談「靜壓」,一般常以為靜壓只是流體在不流動(dòng)的狀況下才表現(xiàn)出來的壓力,譬如:空氣密閉筒內(nèi)的壓力或綁了繩子的汽球之內(nèi)的壓力。是的,這些都是靜壓,但在這裡要特別提醒一點(diǎn),就是在流動(dòng)的流體中也有靜壓的存在,譬如:冷氣風(fēng)管中在冷氣流動(dòng)時(shí)管內(nèi)仍有靜壓存在,又如打開水龍頭時(shí)牆內(nèi)水管中也有靜壓存在。即使在我們所生活的大氣中,不管有沒有風(fēng)在吹,也有靜壓在作用。因此我們可以說:「靜壓乃是無處不存在的」。同時(shí),靜壓也正如您所說的,是壓力的一種。
其次,再談「動(dòng)壓」,動(dòng)壓實(shí)在是虛無飄渺的一種壓力。從字面上可以知道有動(dòng)才有動(dòng)壓,英文稱為Dynamic Pressure或Velocity Pressure(譯作速壓),正是這個(gè)意思。動(dòng)壓的定義是「 動(dòng)壓 =γ.V2/2g」(V是速度,g是重力加速度)。因此,有速度才有動(dòng)壓,沒有速度(靜止)則動(dòng)壓等於零。動(dòng)壓存在的必要條件是速度,而非無處不存在。動(dòng)壓平常不容易捉摸得到,惟有轉(zhuǎn)變成靜壓時(shí)才感覺得出來,譬如大風(fēng)迎面吹到身上,人就有被向後推的感覺,這就是風(fēng)打到人身上後速度變?yōu)榱愣D(zhuǎn)變成靜壓的結(jié)果。這種速度變?yōu)榱愕牡胤剑诹黧w力學(xué)上稱為停滯點(diǎn)(Stagnation Point)。
至於「全壓」也就是靜壓與動(dòng)壓之和而已,當(dāng)然也是壓力的一種。但綜合而言,我們平常口頭上所說的「壓力」(流體方面的),應(yīng)該是指「靜壓」(靜壓流體)或「全壓」(動(dòng)態(tài)流體)。
在談過壓力的意義之後,接下來談剩下的問題。首先,空氣壓縮機(jī)的靜壓非常高,如
*後來談壓力的單位問題,壓力用每單位面積上的力量做單位是天經(jīng)地義的事,但是除此之外也可以用「壓力頭」(Head)來表示,「壓力頭 = 壓力/流體比重量」。分母用任何一種流體的比重量都可以,但必須明確附記該種流體的名稱,譬如:1 atm = l0,332 mmAq(水柱) = 760 mmHg(汞柱) = 8,610 mAir(氣柱,常溫大氣下)。送風(fēng)機(jī)的「靜壓」,事實(shí)上可用kg/cm2的形式,也可用mmAq或mAir的形式來表示,只是在測(cè)試送風(fēng)機(jī)的靜壓時(shí),一般用水柱計(jì)(Manometer)所量出的讀值直接就是水柱,因此採用mmAq較方便而已。事實(shí)上 l mmAq也就等於 l kg/m2。(SI公制時(shí),壓力的單位應(yīng)該用帕(Pa),l Pa = l N/m2 = 0.102 mmAq。)