Atmosfera standardowa

Istotne do obliczeń układów pompowych parametry atmosfery można wyznaczyć na podstawie atmosfery standardowej (International Standard Atmosphere)

Do obliczania parametrów przyjęto następujące wzory:

T=T_0-6.5 \cdot {Rz \over 1000}

p=p_0 \cdot \big(1-{Rz \over 44 300} \big)^{5.256}

\rho=\rho_0 \cdot \big(1-{Rz \over 44 300} \big)^{4.256}

v=v_0 \cdot \sqrt {T \over 288}

Standardowe wartości graniczne we wzorach mają następujące wartości:

  • T0 = 288,15 K (15 °C) – temperatura odniesienia
  • p0 = 1013,25 hPa – średnie ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza
  • ρ0 = 1,2255 kg/m³ – średnia gęstość na poziomie morza
  • v0 = 340,3 m/s – średnia prędkość dźwięku w powietrzu przy temperaturze odniesienia T0

Rys. 1 . Zmiany parametrów atmosfery wraz z wysokością n.p.m

Ciśnienie atmosferyczne ulega zmianie ze względu na zmienne warunki pogodowe. Dla obliczeń kawitacyjnych układów pompowych najważniejsze znaczenie ma spadek ciśnienia przy pogodzie niżowej.

Największe odnotowane spadki ciśnienia:

  • w Polsce  965,2 – 1013,25 =  – 48.05 hPa
  • na świecie  860 – 1013,25 = – 143,25 hPa (w oku cyklonu)

Dla obszaru Polski rozsądnym wydaje się przyjęcie wartości marginesu bezpieczeństwa „na złą pogodę” w wysokości Δpb =  50 hPa.

W przypadku pompowania wody

\Delta H_b = {\Delta p_b \over \rho \cdot g} = {50 \cdot 100 \over 1000 \cdot 9.81} \approx 0.5 m

T - temperatura bezwzględna
t - temperatura względna (skala  Celsius'a)
p - ciśnienie 
ρ - gęstość
v - prędkość dźwięku
Rz - wysokość n.p.m. (nad poziom morza)
Δpb, ΔHb - margines "na złą pogodę"

PAMIĘTAJ !

  • Ciśnienie atmosferyczne nie jest stałe (zależy od rzędnej i pogody)
  • W prognozach pogody podawane jest znormalizowane ciśnienie atmosferyczne, (przeliczone na poziom morza)
  • W obliczeniach uwzględnij margines ok. 0.5 m na złą pogodę

Warto sprawdzić