정원 마개 나 욕실 수도꼭지와 같은 주둥이에서 물의 유속을 찾는 것은 양동이와 타이머 만 있으면되는 간단한 운동입니다. 배수로 나 강바닥과 같은 개방 된 트로프에서 유량을 계산하는 것은 조금 더 복잡하며 닫힌 파이프 내부의 액체의 유량을 계산하는 것은 훨씬 더 복잡합니다.
일반적으로 유속 공식은 다음과 같습니다.
Q = Av
어디큐유속,ㅏ흐름 경로의 한 지점에서의 단면적V그 지점에서 액체의 속도입니다. 강바닥에 흐르는 물과 같은 일부 상황에서ㅏ어렵고 당신이 할 수있는 최선은 근사치입니다. 폐쇄 된 파이프를 흐르는 유체와 같은 다른 경우에는 측정이 어렵습니다.V,하지만 그럴 필요는 없습니다. 유체 압력을 측정 할 수 있다면 Poiseuille의 법칙을 사용할 수 있습니다.
오리피스를 통한 유량 계산
스피 곳이나 드립 이미 터와 같은 오리피스를 통과하는 유량을 알아야하는 경우 해야 할 일은 특정 부피가 용기에 축적되도록 허용하고 시간이 얼마나 걸리는지 측정하는 것입니다. 축적하다. 예를 들어 물이 5 갤런 버킷을 채우도록 허용하고 시간을 기록하여 마개에서 유속을 측정 할 수 있습니다. 5를 단위 시간당 갤런 수를 얻는 데 걸린 시간으로 나눕니다. 분 단위로 시간을 측정하면 분당 갤런 단위로 결과를 얻을 수 있습니다.
물방울 방출기와 같은 작은 오리피스에서 유량을 측정하려면 쿼트 병과 같은 훨씬 작은 용기와 더 긴 시간 단위가 필요하지만 원리는 동일합니다. 드립 방출기는 일반적으로 방출하는 시간당 갤런 수로 평가됩니다. 시간당 1 갤런을 배출하는 방출기는 15 분 안에 쿼트 병을 채울 것입니다.
유속 공식 사용
유체가 흐르는 것을 볼 수 있다면 그 속도를 측정 할 수 있습니다. 즉, 공식을 사용하여 유량을 계산하기 위해 유체가 흐르는 영역 만 있으면됩니다.큐 = ㅏ × V.
유체가 오리피스 또는 투명한 튜브를 통해 흐르는 경우 속도를 측정하는 한 가지 방법은 염료를 마커로 도입하고 염료가 두 지점을 통과하는 데 걸리는 시간을 측정하는 것입니다. 튜브 또는 오리피스의 반경을 측정 한 후 π를 사용하여 면적을 계산할 수 있습니다.아르 자형2을 사용한 다음V × ㅏ유량을 계산합니다.
강바닥과 같은 자연 지형을 통과하는 흐름의 경우 해당 지역을 대략적으로 계산해야합니다. 강의 가장 깊은 부분을 반 원통형 골짜기의 반경이라고 가정합니다. π를 사용하여 단면적을 계산합니다.아르 자형2그런 다음 그 절반을 가져 와서ㅏ방정식에서큐 = V × ㅏ대략적인 유속을 얻으려면.
압력을 이용한 유량 계산
유체가 닫힌 파이프를 통해 흐르면 볼 수 없으므로 속도를 측정 할 수 없습니다. 그러나 압력 게이지를 사용하여 일반적으로 쉽게 수행 할 수있는 유체 압력을 측정 할 수 있다면 Poiseuille의 법칙을 사용하여 유량을 계산할 수 있습니다. Poiseuille의 법칙에 따르면 유량은큐압력 차 Δ에 따라 직접 변화피파이프 끝과 파이프 반지름의 4 승 사이아르 자형4, 파이프 길이에 따라 반비례합니다.엘. 방정식은 다음과 같습니다.
Q = \ frac {π \ Delta pr ^ 4} {8μL}
어디µ유체의 점도입니다.
Poiseuille의 법칙은 낮은 압력과 작은 파이프 직경에서 안전한 가정 인 층류 (비난 류)를 가정합니다.