როდესაც თქვენ ქმნით სისტემას სითხეების გადასაადგილებლად - ვთქვათ, ბუნებრივი გაზის მოპოვების დანადგარი - აუცილებელია იცოდეთ რამდენად სწრაფად მიედინება მილები წყალში.ზედაპირული ნაკადის სიჩქარე(აკაზედაპირული თხევადი სიჩქარეანგაზის ზედაპირული სიჩქარე) არის სიჩქარის შეფასების გზა, რომელზეც aსითხე(ანუ გაზი ან სითხე) გადის ობიექტში.
ზედაპირული სიჩქარის გაანგარიშება შედარებით მარტივია, თუ თქვენ იცით ფორმულა და საჭირო გაზომვები. წაიკითხეთ მეტი, რომ შეიტყოთ უფრო მეტი დაშვებები, რომლებიც ემყარება ზედაპირულ სიჩქარეს და როგორ გამოთვალოთ იგი თავად.
ზედაპირული სიჩქარის ფორმულა
გაზის ზედაპირული სიჩქარე (aka ზედაპირული დინების სიჩქარე) არის იმის შეფასება, თუ რამდენად სწრაფად გადის სითხე ობიექტში (მაგ. მილში) ან ფოროვან გარემოში (მაგ. ხრეში). იგი გამოითვლება შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:
u_s = \ frac {Q} {A}
- შენსარის მოცემული ფაზის ზედაპირული სიჩქარე მეტრ / წამში (მ / წმ)
- Qარის ფაზის მოცულობის დინების სიჩქარე, მეტრი კუბური / წამში (მ.)3/s)
- აარის მილის ან ფოროვანი საშუალების კვეთის ფართობი, რომელშიც სითხე მიედინება, კვადრატში მეტრებში (მ2).
ზედაპირული სიჩქარე მოსახერხებელი შეფასებაა
რეალურ სამყაროში, ნაკადების უმეტესობა არ არის ერთგვაროვანი - ჰაერი შედგება მრავალი აირისაგან, რომელშიც შეჩერებულია პატარა მყარი ნაწილაკები. ჩვეულებრივ, ნავთობის ჭაბურღილები ერთდროულად იღებენ ზეთის, წყლისა და ბუნებრივი გაზის ნაზავს. ამ სითხეებს, რომლებიც ერთად მიედინება, შედგება რამდენიმე კომპონენტისგან, ეწოდებამრავალფაზიანი მიედინება.
ზედაპირული დინების სიჩქარე უგულებელყოფს სხვა ფაზებს, რომ შეაფასოთ მხოლოდ თქვენთვის საინტერესო ფაზის სიჩქარე.
სითხის დინამიკა: სიჩქარე დინების წინააღმდეგ
ვთქვათ, თქვენ ძალიან წვიმიან ადგილას ლანდშაფტი ხართ. როგორც ასეთი, მნიშვნელოვანია, რომ ნებისმიერ ბაღის საწოლს, რომელსაც შეიძლება ააშენოთ, ჰქონდეს შესანიშნავი დრენაჟი წყალდიდობის თავიდან ასაცილებლად. როდესაც თქვენ აშენებთ ერთ-ერთ ამ საწოლს, თქვენთვის უფრო მნიშვნელოვანია რომ იცოდეთ: წყლის ზედაპირული სიჩქარე ნიადაგში თუ წყლის ნაკადის სიჩქარე ნიადაგში? ეს არის ნაკადის სიჩქარე, როგორც ამას ქვემოთ ვნახავთ.
სიჩქარე(ანზედაპირული სიჩქარე) სითხის ზომაასაშუალო სიჩქარე და მიმართულებასითხის ნაწილაკები მოძრაობენ. ის პასუხობს კითხვას "რამდენად სწრაფად?" ეს მნიშვნელოვანი პარამეტრია, როდესაც სითხე გამოიყენება ძალის წარმოსაქმნელად, რადგან ძალა იზრდება სიჩქარით. ჰაერიდან გამოსასვლელი ჰაერი სწრაფად უნდა მოძრაობდეს, რომ ხელები წყალს დაუბრიალოთ. დროთა განმავლობაში მანქანიდან გამომავალი ჰაერის საერთო რაოდენობას სინამდვილეში მნიშვნელობა არ აქვს, რაც შეეხება გაშრობას.
ნაკადი(აკადინების სიჩქარე) დროთა განმავლობაში ორ ადგილს შორის მოძრავი სითხის მოცულობის გაზომვაა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის პასუხობს კითხვას "რამდენად და რამდენად სწრაფად?" ნაკადი არის ის, რაც უნდა იცოდეთ, როდესაც გაინტერესებთ რამდენი ბარელი ზეთი გამოდის თქვენი საბურღი დანადგარიდან ყოველდღე. ან რამდენი წყალი შეიძლება დაეცეს თქვენს ბაღში და რამდენად სწრაფად დატბორვის გარეშე.
ნიმუშის გაანგარიშება: ზედაპირული სითხის სიჩქარე
ინჟინერი აყალიბებს ხელის საშრობს და მან იცის, რომ მას სჭირდება ჰაერი მოწყობილობიდან 30 მეტრი / წამში სიჩქარით გასასვლელად, რათა ეფექტურად დაანგრიოს კანისგან თავისუფალი წყალი. მისი ამჟამინდელი პროტოტიპი მოძრაობს 0,4 კუბური მეტრი / წამში ჰაერში საქშენის მეშვეობით, რომლის განივკვეთოვანი ფართობია დაახლოებით 0,0002 კვადრატული მეტრი - გამოვა ჰაერი საკმარისი სიჩქარით?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0.4} = 37.5 \ ტექსტი {მ / წ}
37.5 მეტრი / წამში უფრო სწრაფია, ვიდრე 30 მეტრი / წამში, და ის იმავე ბურთულ პარკშია - ეს პერსპექტიული პროტოტიპია!