-
Odpor vzduchu a teplota
Vplyv teploty vzduchu na aerodynamický odpor automobilu
V minulom blogu som sa venoval odporu vzduchu pri rôznych kategóriách automobilov. Menila sa hlavne veľkosť čelnej plochy vozidiel, minimálne koeficient odporu vzduchu. Vôbec som nešibrinkoval s hustotou vzduchu. Vtedy použitý vzorec na výpočet platil pre hustotu vzduchu, ktorá zodpovedá teplote 0 °C. Tento krát som si položil otázku- Ako ovplyvňuje teplota vzduchu aerodynamický odpor automobilu? Aby bolo zrejmé, o čo náročnejšie to má motor, keď sa v treskúcom mraze vezieme na lyžovačku, oproti situácii, keď v úmornej horúčave smerujeme k moru. Prípadne, aký hendikep má auto, ktoré novinári testujú v zime, oproti vozidlu, ktoré sa žurnalistom dostane do rúk v lete.
Na samom začiatku si treba ujasniť, ako sa mení hustota vzduchu v závislosti od jeho teploty. Ujasniť by nám to mala nasledovná tabuľka-
Stĺpec „Rozdiel“ hovorí o tom, o akú hodnotu sa zmení hustota vzduchu, ak teplota klesne o 10 °C. Z tohto stĺpca je zrejmé, že hustota vzduchu sa so zmenou teploty nemení rovnako. Pri vysokej teplote sa ochladenie prejaví menším nárastom hustoty ako pri nízkej. Čím je nižšia teplota vzduchu, tým pri ochladení prudšie stúpa jeho hustota.
Následne sa treba poobzerať po vzorci, ktorý umožňuje šibrinkovať s hustotou vzduchu. Tu je vzorec pre výpočet odporu vzduchu, ktorý spĺňa uvedenú podmienku-
Ov=0,5.ρ.vx2.cx.Sx [N]
kde:
ρ [kg.m-3] – hustota vzduchu
vx [m.s-1] – rýchlosť vozidla
cx - súčiniteľ odporu vzduchu
Sx [m2] – čelná plocha vozidlaS výnimkou hustoty vzduchu, všetko sú to veličiny známe z predchádzajúceho blogu. Stačí dosadiť patričné hodnoty a máme výsledok vo forme tabuľky. Pokusní králici boli dvaja. Malé auto a MPV.
Pre väčšiu názornosť som spravil aj grafy, ktoré popisujú situáciu pri vybraných rýchlostiach-
Z údajov je zjavné, že čím vyššia rýchlosť vozidla, tým viac vplýva teplota vzduchu na aerodynamický odpor. A rozdiely pri vyšších rýchlostiach nie sú vôbec zanedbateľné. Je jasné, že pri extrémne nízkych teplotách ovzdušia je napríklad výrobcom deklarovaná maximálna rýchlosť nedosiahnuteľná. Citeľný vplyv teploty vzduchu na aerodynamický odpor je jedným z mnohých dôvodov, prečo sa pri exaktných meraniach rôznych veličín vozidiel nezaobídeme bez laboratórnych meraní.
============================================================
Príspevky užívateľa Bertold:
Recenzie na moje.auto.cz:
Škoda Fabia III Combi 1,2 TSI 81 kW (+video 1,2TSI 77kW/ 1,2TSI 81kW/ 1,4TSI 92kW)
Škoda Felicia 1,6 (+Škoda Fabia I Combi 1,4 16V)
Blogy:
Spotreba Fabia III 1,2TSI 81kW- Pal. počítač verzus dotankovanie
Volantovanie- „O desať dve“ verzus „trištvrte na tri“
Škoda Fabia 1,0 TSI 81 kW verzus Seat Ibiza 1,0 TSI 85 kW
Škoda Fabia III 1,2 TSI 81 kW verzus 1,0 TSI 81 kW
2,0 Skyactiv- 88 kW verzus 121 kW
1,0 TSI (85 kW) verzus 2,0 Skyactiv
Vplyv teploty vzduchu na aerodynamický odpor automobilu
Odpor vzduchu rôznych kategórii áut (malé auto, nižšia str. trieda, MPV, SUV)
1,4 TSI (110 kW) verzus 2,0 TDI (110 kW) v Seate Ateca
215/45 R16 verzus 185/60 R15 (+ video)
Svetlomety dnes a zajtra- časť 1 (Svetelné zdroje používané v moderných svetlometoch)
Svetlomety dnes a zajtra- časť 2 (Osvetľovacie funkcie moderných svetlometov)
Lektor úspornej jazdy- aplikácia DriveGreen
Kam až vytáčať motor 1,2 TSI (77 kW- EA 111)?
Dvestotisíc kilometrov so slečnou Jettou
Športový podvozok v podaní Škody Fabia III
Ako to vyzerá, keď si 1.2 TSI podá ruku s DSG?
Výrobcom deklarovaná spotreba paliva verzus reálna spotreba
1,0 TSI 85kW vs. 2,0 Skyactiv Odpor vzduchu rôznych kategórii áut
Bebo
Delicious
Digg
Bleetbox
9 reakcí na Odpor vzduchu a teplota
[1]
9. 4. 2017 v 14:34RADEK1
Zajímavé… Byť mě překvapuje, že se venuješ takové , , blbosti “ . Na druhou stranu
[2]
9. 4. 2017 v 16:35twistedTSD
[1] Právě to, že se věnuje „“blbostem,““ o kterých se v žádném testu nedočteš, je na jeho blogu nejzajímavější.
Jinak…Až bude 35 °C, musím zkusit maximálku.
[3]
9. 4. 2017 v 16:38k.ik
…Aby bolo zrejmé, o čo náročnejšie to má motor, keď sa v treskúcom mraze vezieme na lyžovačku, oproti situácii, keď v úmornej horúčave smerujeme k moru….
Při vysoké teplotě se dostane méně vzduchu do motoru. S vysokou teplotou klesá čelní odpor, ale taky účinnost motoru.
[4]
9. 4. 2017 v 20:12RADEK1
Ano souhlasím. Ten můj komentář pak ještě pokračoval ve smyslu velké chvály na autora a negace na redakci, že se tak fundované články krčí vespod této stránky.(bohužel netuším proč se zobrazila asi jen 1/4 mého prvního komentu) Tak tedy ještě jednou velký palec nahoru pro autora.
[5]
9. 4. 2017 v 20:51Bertold
[3]
To je samozrejme pravda, ale odpor vzduchu pri poklese teploty zo 40 na -30 stupňov stúpne až o 30%. Vieš o koľko v tomto prípade stúpne účinnosť?
[6]
9. 4. 2017 v 21:10Bertold
[4]
Díky za pochvalu.
Ako som písal v diskusii predchádzajúceho blogu, čítanosť blogov je dosť mizerná. Čítanosť recenzií nových áut je obstojná, ale pri starších autách je to tiež veľká bieda. Preto bolo fajn, že v dobách minulých redakcia upozorňovala na dobré recenzie áut na moje.auto.cz medzi hlavnými článkami. Takto sa dobré recenzie aj nezaujímavých áut dokázali „presadiť“. Bohužiaľ, v súčasnosti redakcia nevyvíja žiadne aktivity, aby podporila tvorivosť svojich čitateľov. Niet veľa dôvodov, aby sa „pasívny“ návštevník tohto webu vyburcoval k nejakému tvorivému činu.
[7]
10. 4. 2017 v 12:52iudex
Opäť pochvala za tento článok, ktorý svojou odbornosťou a technickým zameraním vyvažuje „pocitové“ články redakcie (s výnimkou T. Dusila).
Ako už kolega nadhodil, je tu ešte otázka účinnosti motora. Ako si názorne ukázal, pre odpor vzduchu klesajúci s teplotou je pre vyššiu rýchlosť výhodnejší teplý vzduch. Avšak obzvlášť pri preplňovaných motoroch platí, že teplejší a teda redší vzduch sa turbodúchadlom menej stláča a teda výkon turbomotora s rastúcou teplotou klesá. Otázka je, do akej miery a ako sa to vykompenzuje s menším odporom vzduchu. A samozrejme je tu x ďalších vplyvov typu valivý odpor (teplý asfalt/guma vs. studený) a i.
[8]
11. 4. 2017 v 17:14Ago
Zajímavá úvaha, ale problém je složitější, protože s klesající teplotou klesá i viskozita vzduchu a tudíž to není pouze o jeho hustotě.
[9]
11. 4. 2017 v 23:03Bertold
[8]
Ak chceš byť ozajstný pedant, tak to máš pravdu. Ale tu je podiel jednotlivých zložiek na celkovom odpore vzduchu automobilu:
- tlakový (tvarový) odpor 50-80 %
- indukovaný odpor 0-30 %
- prúdenie chladením a ventiláciou 8-20 %
- povrchové trenie 3-10 %
- vírenie vzduchu kolesami do 5 %
S viskozitou vzduchu má čo dočinenia odpor povrchového trenia. A ten ako vidno, má minimálny podiel na celkovom odpore vzduchu vozidla. Preto zmena viskozity vzduchu pri zmene teploty nič dramatické na odpore vzduchu automobilu nespôsobí. Ale keby niekto predsa len chcel vedieť, ako sa mení viskozita vzduchu s teplotou, tak tu je link, kde sa dajú nájsť konkrétne hodnoty aj názorný graf-
http://www.converter.cz/tabulky/vzduch.htm