टोंटी से पानी की प्रवाह दर का पता लगाना, जैसे कि बगीचे का पानी का नल या बाथरूम का नल, एक साधारण व्यायाम है जिसमें बाल्टी और टाइमर के अलावा और कुछ नहीं चाहिए। एक खुले गर्त में प्रवाह दर की गणना करना, जैसे कि गटर या नदी के तल, थोड़ा अधिक जटिल है, और एक बंद पाइप के अंदर तरल की प्रवाह दर की गणना करना और भी जटिल है।
प्रवाह दर सूत्र, सामान्य रूप से, है
क्यू = एवी
कहां हैक्यूप्रवाह दर है,एप्रवाह के पथ में एक बिंदु पर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है औरवीउस बिंदु पर द्रव का वेग है। कुछ स्थितियों में, जैसे नदी के तल में बहने वाले पानी की गणना करनाएमुश्किल है, और आप जो सबसे अच्छा कर सकते हैं वह एक सन्निकटन है। दूसरों में, जैसे कि एक बंद पाइप में बहने वाले तरल पदार्थ को मापना मुश्किल हैवी, लेकिन आपको नहीं करना है। यदि आप द्रव के दबाव को माप सकते हैं, तो आप Poiseuille's Law का उपयोग कर सकते हैं।
एक छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर की गणना
यदि आपको एक छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर जानने की आवश्यकता है, जैसे कि एक स्पिगोट या ड्रिप एमिटर, तो आपके पास बस इतना ही है करने के लिए एक निश्चित मात्रा को एक कंटेनर में जमा करने की अनुमति देता है और मापता है कि इसमें कितना समय लगता है संचय करें। उदाहरण के लिए, आप पानी को 5-गैलन बाल्टी भरने और समय रिकॉर्ड करके एक स्पिगोट से प्रवाह दर को माप सकते हैं। प्रति यूनिट समय में गैलन की संख्या प्राप्त करने में लगने वाले समय से 5 को विभाजित करें। यदि आप मिनटों में समय मापते हैं, तो आपको प्रति मिनट गैलन में परिणाम मिलेगा।
एक छोटे छिद्र से प्रवाह दर को मापने के लिए, जैसे कि एक ड्रिप एमिटर, आपको बहुत छोटे कंटेनर की आवश्यकता होगी, जैसे कि क्वार्ट जार, और समय की एक लंबी इकाई, लेकिन सिद्धांत समान है। ड्रिप उत्सर्जक आमतौर पर उनके द्वारा उत्सर्जित प्रति घंटे गैलन की संख्या में मूल्यांकन किया जाता है। एक एमिटर जो प्रति घंटे 1 गैलन डालता है वह 15 मिनट में एक चौथाई गेलन जार भर देगा।
प्रवाह दर सूत्र का उपयोग करना
यदि आप द्रव को बहते हुए देख सकते हैं, तो आप उसके वेग को माप सकते हैं, और इसका मतलब है कि आपको केवल उस क्षेत्र की आवश्यकता है जिसके माध्यम से द्रव प्रवाह दर की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग कर रहा हैक्यू = ए × वी.
यदि द्रव एक छिद्र या एक स्पष्ट ट्यूब के माध्यम से बह रहा है, तो वेग को मापने का एक तरीका डाई को मार्कर के रूप में पेश करना है और डाई को दो बिंदुओं को पार करने में कितना समय लगता है। ट्यूब या छिद्र की त्रिज्या मापने के बाद, आप. का उपयोग करके क्षेत्रफल की गणना कर सकते हैंआर2, फिर उपयोग करेंवी × एप्रवाह दर की गणना करने के लिए।
नदी के तल जैसी प्राकृतिक विशेषताओं के माध्यम से प्रवाह के लिए, आपको क्षेत्र का अनुमान लगाना होगा। नदी के सबसे गहरे हिस्से को अर्ध-बेलनाकार गर्त की त्रिज्या मानें।. का उपयोग करके क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र की गणना करेंआर2, फिर उसका आधा लें और उसका उपयोग करेंएसमीकरण मेंक्यू = वी × एअनुमानित प्रवाह दर प्राप्त करने के लिए।
दबाव का उपयोग करके प्रवाह दर की गणना
जब एक बंद पाइप से कोई द्रव बह रहा होता है, तो आप उसे देख नहीं सकते, इसलिए आप उसका वेग नहीं माप सकते। हालाँकि, यदि आप द्रव के दबाव को माप सकते हैं - जो आमतौर पर करना आसान है, तो एक दबाव नापने का यंत्र का उपयोग करके - आप प्रवाह दर की गणना करने के लिए पॉइज़ुइल के नियम का उपयोग कर सकते हैं। पॉइज़ुइल के नियम के अनुसार, प्रवाह दरक्यूदबाव अंतर के साथ सीधे बदलता हैपीपाइप के सिरों और पाइप की त्रिज्या की चौथी शक्ति के बीचआर4, और यह पाइप की लंबाई के साथ व्युत्क्रमानुपाती होता हैली. समीकरण है:
क्यू = \frac{π\डेल्टा पीआर^4}{8μL}
कहां हैµद्रव की चिपचिपाहट है।
Poiseuille का नियम लामिना (गैर-अशांत) प्रवाह मानता है, जो कम दबाव और छोटे पाइप व्यास पर एक सुरक्षित धारणा है।