Würde die Luft in einer rotierenden Station von alleine zirkulieren?

Ich weiß, dass die Luftzirkulation auf der ISS ein kniffliges Problem war. Ich denke, dass sich in einer rotierenden Station die Luft mit der Station bewegen würde, aber die Luft am „Boden“ würde sich schneller bewegen oder eine größere Kraft auf sie ausüben als die Luft an der Decke, ebenso wie die Kraft auf Ihre Füße wäre etwas mehr als auf dem Kopf.

Würde diese Rotation nicht natürlich zu einer ständigen Luftzirkulation oder zumindest Bewegung führen, selbst wenn die Station Wände hätte, die sie in mehrere Abschnitte unterteilen (jeder Abschnitt würde denselben Effekt erfahren)?

Wäre es ausreichend, Gesundheits- und Komfortbedürfnisse mit einem Luftzirkulationssystem zu erfüllen, das nicht komplexer ist als in einem Bürogebäude?

Hinweis: Ich beziehe mich nicht darauf, wie die Klimaanlage die Luft kühlen, Sauerstoff ersetzen usw. würde. Nur wie die Luftzirkulation stattfinden könnte.

Werfen Sie einen Blick auf die Antwort von @AtmosphericPrisonEscape auf die radiale Variation des atmosphärischen Drucks in einem rotierenden zylinderähnlichen O'Neill-Schiff? (Rendezvous mit Rama) Es ist kein Duplikat, aber es wird eine interessante Lektüre! Mein Gefühl hier ist, dass die Rotation mit Temperaturgradienten (Wärmequellen und -senken) interagiert, um eine unvorhersehbare Menge an lokaler Zirkulation zu erzeugen, aber das würde nicht genug Vermischung erzeugen , um die Ansammlung von CO2 und anderen Verunreinigungen in einigen Bereichen zu verhindern.
Würde die Luft in einer rotierenden Raumstation von alleine zirkulieren, würden Gaszentrifugen zur Isotopentrennung nicht funktionieren.
Ich wollte Zentrifugen erwähnen. Die Drehung würde einen Druckgradienten zum Rand hin erzeugen. Aber nachdem sich alles beruhigt hat, dreht es sich einfach zusammen als ein Stück. Außer Wärmequellen, wie der sonnenexponierten Seite, die Strömungen erzeugen könnten. Und Coriolis-Kräfte würden auf diese Strömungen einwirken. Aber bei der wahrscheinlichen Größe der Station und der Unterteilung in kleinere Abschnitte glaube ich nicht, dass daraus etwas Interessantes oder Nützliches entstehen würde.
@Uwe nein, Zentrifugen (Gas, Reagenzglas oder andere Art) funktionieren nicht durch Zirkulation. Sie erzeugen nur eine starke Radialbeschleunigung und die dichteren oder schwereren Bits diffundieren ganz langsam nach außen. Gaszentrifugen verwenden eine sanfte Strömung, aber das geschieht, um sie zu kaskadieren.

Antworten (1)

Würde die Luft in einer rotierenden Station von alleine zirkulieren?

Kurze Antwort, nein.

Die starre Körperrotation einer luftgefüllten Station würde zu einem statischen und sehr, sehr geringen Druckgradienten führen (der an dem am weitesten vom Rotationszentrum entfernten Punkt am höchsten ist), aber die Rotation allein würde keine Kräfte erzeugen, die die Zirkulation aufrechterhalten würden . Reibung würde jede anfängliche Bewegung bis zum Stillstand verlangsamen, und alles, was Sie hätten, wäre Diffusion.

Wenn wir keine Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten hätten, die das Wetter auf der Erde bestimmen, würde sich die Atmosphäre einfach wie ein starrer Körper zusammen mit dem Rest des Planeten drehen, was sie meistens bereits in der Nähe der Oberfläche tut. Am Äquator zum Beispiel dreht sich die Luft in der Nähe der Erdoberfläche im Gleichschritt mit dem Planeten mit 465 m / s und scheint mit allem anderen fast in Ruhe zu sein, es sei denn, es gibt einen Taifun ...

Eine realistische Station wird jedoch wahrscheinlich Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten aufweisen, und diese in Kombination mit der künstlichen Schwerkraft können an einigen Stellen zu zufälligen, unvorhersehbaren und sehr langsamen Zirkulationsbewegungen führen, aber darauf können Sie sich nicht verlassen, wenn es um Komfort geht.

Beachten Sie, dass die Stärke der Konvektionsströme lokal so stark sein wird wie auf der Oberfläche eines Planeten mit gleicher Schwerkraft. Hier auf der Erde reichen Konvektionsströmungen nicht immer aus (deshalb gibt es zentrale Luft), aber ziemlich oft sind sie es. Viele elektronische Geräte werden passiv luftgekühlt ... sie bleiben in der Zentrifugalkraft kühler als im freien Fall.
Würde die Luft in einer rotierenden Station von alleine zirkulieren?
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