Όταν σχεδιάζετε ένα σύστημα για να μετακινήσετε υγρά - ας πούμε, μια εξέδρα εξαγωγής φυσικού αερίου - είναι σημαντικό να γνωρίζετε πόσο γρήγορα ρέει το υγρό με το οποίο εργάζεστε.Επιφανειακή ταχύτητα ροής(γνωστός και ωςεπιφανειακή ταχύτητα υγρούήεπιφανειακή ταχύτητα αερίου) είναι ένας τρόπος εκτίμησης της ταχύτητας με την οποία aυγρό(δηλαδή αέριο ή υγρό) περνά μέσα από ένα αντικείμενο.
Ο υπολογισμός της επιφανειακής ταχύτητας είναι σχετικά εύκολος μόλις γνωρίζετε τον τύπο και τις απαιτούμενες μετρήσεις. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις παραδοχές στις οποίες βασίζεται η επιφανειακή ταχύτητα και πώς να το υπολογίσετε μόνοι σας.
ο Φόρμουλα επιφανειακής ταχύτητας
Η επιφανειακή ταχύτητα αερίου (γνωστή και ως επιφανειακή ταχύτητα ροής) είναι μια εκτίμηση του πόσο γρήγορα ένα υγρό περνά μέσα από ένα αντικείμενο (π.χ. έναν σωλήνα) ή ένα πορώδες μέσο (π.χ. χαλίκι). Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
u_s = \ frac {Q} {Α}
- εσύμικρόείναι η επιφανειακή ταχύτητα μιας δεδομένης φάσης σε μέτρα / δευτερόλεπτο (m / s)
- Ερείναι ο ρυθμός ροής όγκου της φάσης, σε μέτρα σε κύβους / δευτερόλεπτο (m3/s)
- ΕΝΑείναι η περιοχή διατομής του σωλήνα ή του πορώδους μέσου που ρέει το ρευστό, σε τετραγωνικά μέτρα (m2).
Η επιφανειακή ταχύτητα είναι μια βολική εκτίμηση
Στον πραγματικό κόσμο, οι περισσότερες ροές δεν είναι ομοιόμορφες - ο αέρας αποτελείται από πολλά αέρια με μικροσκοπικά στερεά σωματίδια αιωρούμενα σε αυτό. Τα ελαιόλαδα συνήθως εκχυλίζουν ένα μείγμα λαδιού, νερού και φυσικού αερίου ταυτόχρονα. Αυτά τα υγρά που ρέουν μαζί, αποτελούνται από διάφορα συστατικά, ονομάζονταιπολυφασική ρέει.
Η επιφανειακή ταχύτητα ροής αγνοεί τις άλλες φάσεις για να εκτιμήσει μόνο την ταχύτητα της φάσης που σας ενδιαφέρει.
Fluid Dynamics: Ταχύτητα έναντι ροής
Ας υποθέσουμε ότι είστε τοπία σε μια πολύ βροχερή περιοχή. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό όλα τα κρεβάτια κήπου που μπορείτε να χτίσετε να έχουν εξαιρετική αποστράγγιση για την αποφυγή πλημμυρών. Όταν δημιουργείτε ένα από αυτά τα κρεβάτια, το οποίο είναι πιο σημαντικό να γνωρίζετε: η επιφανειακή ταχύτητα του νερού στο έδαφος ή ο ρυθμός ροής του νερού μέσω του εδάφους; Είναι ρυθμός ροής, όπως θα δούμε παρακάτω.
οταχύτητα(ήεπιφανειακή ταχύτητα) ενός υγρού είναι ένα μέτρο τουμέση ταχύτητα και κατεύθυνσητα σωματίδια του υγρού κινούνται. Απαντά στην ερώτηση «πόσο γρήγορα;» Είναι μια σημαντική παράμετρος όταν ένα ρευστό χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δύναμης, επειδή η δύναμη αυξάνεται με την ταχύτητα. Ο αέρας που βγαίνει από το ακροφύσιο πρέπει να κινείται γρήγορα για να φυσάει νερό από τα χέρια σας. Η συνολική ποσότητα αέρα που εξέρχεται από το μηχάνημα με την πάροδο του χρόνου δεν έχει σημασία, όσον αφορά το στέγνωμα.
Ροή(γνωστός και ωςρυθμός ροής) είναι μια μέτρηση του όγκου ενός υγρού που κινείται μεταξύ δύο θέσεων με την πάροδο του χρόνου. Με άλλα λόγια, απαντά στην ερώτηση «πόσο και πόσο γρήγορα;» Η ροή είναι αυτό που πρέπει να ξέρετε όταν σας ενδιαφέρει πόσα βαρέλια λαδιού βγάζετε από την εξέδρα γεώτρησης κάθε μέρα. Ή πόσο νερό μπορεί να πέσει στον κήπο σας και πόσο γρήγορα χωρίς να το πλημμυρίσει.
Υπολογισμός δείγματος: Επιφανειακή ταχύτητα ρευστού
Ένας μηχανικός σχεδιάζει ένα στεγνωτήριο χεριών και ξέρει ότι χρειάζεται αέρα για να βγεί από τη συσκευή με ταχύτητα περίπου 30 μέτρων / δευτερόλεπτο για να χτυπήσει αποτελεσματικά το νερό χωρίς το δέρμα. Το τρέχον πρωτότυπο της κινεί 0,4 κυβικά μέτρα / δευτερόλεπτο αέρα μέσω ενός ακροφυσίου με εμβαδόν διατομής περίπου 0,0002 τετραγωνικών μέτρων - θα βγεί ο αέρας από το ακροφύσιο με επαρκή ταχύτητα;
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0,4} = 37,5 \ κείμενο {m / s}
Τα 37,5 μέτρα / δευτερόλεπτο είναι ταχύτερα από τα 30 μέτρα / δευτερόλεπτο και είναι στο ίδιο πάρκο - είναι ένα πολλά υποσχόμενο πρωτότυπο!