Когато проектирате система за придвижване на течности - да речем, устройство за извличане на природен газ - от съществено значение е да знаете колко бързо течността, с която работите, протича през тръбите.Повърхностна скорост на потока(известен още катоповърхностна скорост на течносттаилиповърхностна скорост на газа) е начин за оценка на скоростта, с която aтечност(т.е. газ или течност) преминава през обект.
Изчисляването на повърхностната скорост е относително лесно, след като знаете формулата и необходимите измервания. Прочетете, за да научите повече за предположенията, на които се основава повърхностната скорост и как да я изчислите сами.
The Формула за повърхностна скорост
Повърхностната скорост на газа (известна още като повърхностна скорост на потока) е оценка на това колко бързо течността преминава през обект (например тръба) или пореста среда (например чакъл). Изчислява се по следната формула:
u_s = \ frac {Q} {A}
- uсе повърхностната скорост на дадена фаза в метри / секунда (m / s)
- Въпрос:е обемният дебит на фазата, в метри куб / секунда (m3/s)
- Aе площта на напречното сечение на тръбата или порестата среда, през която тече течността, в метри на квадрат (m2).
Повърхностната скорост е удобна оценка
В реалния свят повечето потоци не са еднородни - въздухът се състои от множество газове с малки твърди частици, окачени в него. Петролните кладенци обикновено извличат смес от нефт, вода и природен газ наведнъж. Тези течности, протичащи заедно, съставени от няколко компонента, се наричатмногофазна потоци.
Повърхностната скорост на потока игнорира останалите фази, за да оцени скоростта само на фазата, която ви интересува.
Динамика на флуида: Скорост срещу поток
Да приемем, че сте озеленител в много дъждовна зона. Поради това е важно всички градински лехи, които можете да изградите, да имат отличен дренаж, за да се предотврати наводняване. Когато изграждате едно от тези легла, което е по-важно за вас да знаете: повърхностната скорост на водата в почвата или дебитът на водата през почвата? Това е дебитът, както ще видим по-долу.
Theскорост(илиповърхностна скорост) на течност е мярка засредна скорост и посокачастиците на течността се движат. Той отговаря на въпроса „колко бързо?“ Това е важен параметър, когато течността се използва за генериране на сила, тъй като силата се увеличава със скоростта. Въздухът, излизащ от дюзата, трябва да се движи бързо, за да издуха водата от ръцете ви. Общото количество въздух, излизащо от машината с течение на времето, всъщност няма значение, що се отнася до сушенето.
Поток(известен още катодебит) е измерване на обема на течността, движеща се между две места с течение на времето. С други думи, той отговаря на въпроса „колко и колко бързо?“ Потокът е това, което трябва да знаете, когато се интересувате от това колко барела петрол извличате всеки ден от сондажната си платформа. Или колко вода може да падне върху вашата градина и колко бързо, без да я наводнява.
Изчисляване на пробата: Повърхностна скорост на течността
Инженер проектира сушилня за ръце и тя знае, че се нуждае от въздух, за да излезе от устройството със скорост около 30 метра / секунда, за да удари ефективно водата от кожата. Настоящият й прототип премества 0,4 кубически метра / секунда въздух през дюза с площ на напречното сечение около 0,0002 квадратни метра - ще излезе ли въздухът с дюзата с достатъчна скорост?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0.4} = 37,5 \ text {m / s}
37,5 метра / секунда са по-бързи от 30 метра / секунда и са в една и съща площадка - това е обещаващ прототип!