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1、风压与风速的关系当风以一定的速度向前运动遇到阻塞时，将对阻塞物产生压力，即风压。设速度为v的一定截面的气流冲击面积较大的结构物时，由于受到阻碍，气流改成向四周外围扩散，形成压力气幕，如下图所示。如果气流原先的压力强度为wb ,气流冲击结构物后速度逐渐减小，其截面中心一点的速度减小至零时，在该点处产生的最大气流压强，设为Wm。则结构物受气流冲击的最大压力强度为WmWb,此即工程上所定义的风压，记流向小股气流压力线高压气幕，一：.建筑物:V2/2风压的产生为求得风压 w与风速v的关系，设气流每点的物理量不变，略去微小的位势差影响,取流线中任一小段dl,如图所示。设W1为作用于小段左端的压力，则作用
2、于小段右端近压力 气幕的压力为W1 +dW1。IWidA(wi+d Wi)dAIIiJz_dlzj以顺流向的压力为正， 作用于小段上的合力为 w1dA-(w1+dw1)dA =-dw1dA，该合力应等于小段的气流质量 M与顺流向加速度a的乘积，即-dw1dA = Ma = PdAdl 。由 dtdv此式可碍 -dw = Pdl ，汪怠到 dl = vdt,代入刖式得 dw = -Pvdv ,而方程的解为dt1-2 _，一一W = -一项 c。此式称为伯努利万程，其中c为常数。从该万程可以看出，气流在您动2过程中，其本身压力随流速变化而变化，流速快，则压力小；而流速慢，则压力大。当v=01- 2
3、时，w =wm，代入方程的 c =wm ；而当风速为 v时，W = wb，贝U wb = wm = -一 Pv ,21因此，w =wm -wb = Pv2 = v2,此式即为风速与风压的关系公式，其中V为空气单22 g位体积的重力，g为重力加速度。在气压为101.325kPa、常温15 C和绝对干燥的情况下，丫 =0.012018 kN/m3 ,在纬度45 '处，海平面上的重力加速度为g=9.8 m/s2 ,代入前式得此条件下的风压公式为V2w = 一 v2g0.012018 2v2 9.82 斜心2。由于各地地理位置不同，因而7和g值不同。在自转的地球上， 重力加速度g不仅随高度变化
4、，还随纬度变化。而空气重度？与当地气压、气温和湿度有关。以此，各地的 值2g均为相同。风级、风速和风压对照表风级名称风速(km/h)风压10N/m 2陆地地面物体征象海面状态0无风<10-0.0025静静1软风1-50.0056-0.014烟能表刀、 方向，但风 向标不动微波2轻风6-110.016-0.68人面感觉有风，风向标转动小波3微风12-190.72-1.82树叶及微 枝摇动不 息，旌旗展 开小波4和风20-281.89-3.9能吹起地面纸张与灰尘轻浪5清风29-384-7.16有叶的小 树摇摆中浪6强风39-497.29-11.9小树枝摇动，电线呼呼响大浪7疾风50-6112
5、.08-18.28全树摇动，迎风步行不便巨浪8大风62-7418.49-26.78微枝折毁， 人人前行 阻力甚大狂浪9烈风75-8827.04-37.21建筑物有 小损狂涛10狂风89-10237.52-50.41可拔起树来，损坏建筑物狂涛11暴风103-11750.77-66.42陆上少见，有则必有广泛破坏狂涛12飓风>11766.42-85.1陆上极少见,摧毁力极大海浪滔天各地风压系数y/2g值地区地点海拔高度(m)Y/2g地区地点海拔高度(m)Y/2g东南沿海青岛77.01/1710内陆承德375.21/1650南京61.51/1690西安416.01/1689上海5.01/174
6、0成都505.91/1670杭州7.21/1740伊宁664.01/1750温州6.01/1750张家口712.31/1770福州88.41/1770 1遵义843.91/1820永安208.31/1780乌鲁木齐850.51/1800广州6.31/1740贵阳1071.21/1900韶关68.71/1760安顺1392.91/1930海口P 17.61/1740 二洒泉1478.21/1890柳州97.61/1750毕节1510.61/1950南丁123.21/1750昆明1891.31/2040天津P 16.01/1670大理1990.51/2070内陆汉口22.81/1610华山2064
7、.91/2070徐州34.31/1660五台山2895.81/2140沈阳r 41.61/1640 1茶卡3087.61/2250北京52.31/1820昌都3176.41/2550济南55.11/1610拉萨3658.01/2600哈尔滨145.11/1630日喀则3800.01/2650萍乡167.11/1630五道梁4612.21/2620长春215.71/1630风级、风速、风压对照表风级、风速、风压对照表X名 称风速风压10牛顿/平方米(10N/m2)"/时(km/h)米/秒(m/s)0无风<10-0.20-0.00251软风1-50.3-1.50.0056-0.0142轻风6-111.6-3.30.016-0.683微风12-193.4-5.40.72-1.824和风20-285.5-7.91.89-3.95活风29-388.0-10.74-7.166强风39-4910.8-13.87.29-11.97疾风50-6113.9-17.112.08-18.288大风62-7417.2-20.718.49-26.789烈风75-8820.8-24.427.04-37.2110狂风89-10224.5-28.437.52-50.4111暴风103-11728.5-32.650.77-66.4212飓风>117>32.766.42-85.1