空气密度、海拔、温度之间的关系

1                 空气的密度、海拔高度、气压的关系和计算

空气密度取决于的温度和压力,并且还会随着高度的增加而降低。空气压力随着海拔的升高而降低。

可以简单的用一张NASA(美国航天局- National Aeronautics and Space Administration)的地球大气模型图来说明:

1.1            密度计算

图中名词:

在标准条件下(0℃,1个标准大气压(1atm)),空气密度约为1.29Kg/m³。地球大气层是从地球表面延伸到太空边缘的极薄的空气层。重力将大气层保持在地球表面。在大气中,会发生非常复杂的化学,热力学和流体动力学效应。

大气层密度不均匀;流体性质随时间和地点而不断变化,或直接称此为天气变化。

空气特性的变化从地球表面向上延伸。太阳加热了地球的表面,其中一些热量使表面附近的空气变暖。然后,加热的空气通过大气扩散或对流。因此,空气温度在地表附近最高,并随着高度的增加而降低。声速取决于温度,并且也随着海拔的升高而降低。空气压力可以与给定位置上的空气重量有关。当我们通过大气层增加高度时,在我们下方有一些空气,在我们上方有一些空气。但是,在我们上方的空气总是比在较低高度的空气少。因此,气压随着我们海拔的升高而降低。空气密度取决于状态方程中的温度和压力,并且还会随着高度的增加而降低。

空气动力直接取决于空气密度。对于飞机设计人员,定义一个属性随大气变化的标准大气模型很有用。实际上,有几种不同的模型可用-标准或普通日,炎热的日子,寒冷的日子和热带的日子。这些模型每几年更新一次,以包括最新的大气数据。该模型是通过对大气测量值进行平均和曲线拟合得出的,从而得出给定的方程。该模型假定压力和温度仅随高度变化。

该模型具有三个对流层,平流层下部和平流层上部分别具有曲线拟合的区域。对流层从地球表面延伸到11,000米。在对流层中,温度呈线性下降,压力呈指数下降。温度下降的速度称为流逝速度。

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