유체를 이동하는 시스템 (예: 천연 가스 추출 장비)을 설계 할 때는 작업중인 유체가 파이프를 통해 흐르는 속도를 아는 것이 중요합니다.표면 유속(일명표면 액체 속도또는표면 기체 속도)는 속도를 추정하는 방법입니다.체액(즉, 기체 또는 액체)가 물체를 통과합니다.
공식과 필요한 측정 값을 알고 있으면 표면 속도를 계산하는 것은 비교적 쉽습니다. 표면 속도를 뒷받침하는 가정과이를 직접 계산하는 방법에 대해 자세히 알아 보려면 계속 읽으십시오.
그만큼 표면 속도 공식
표면 가스 속도 (일명 표면 유속)는 유체가 물체 (예: 파이프) 또는 다공성 매체 (예: 자갈)를 통과하는 속도를 추정 한 것입니다. 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
u_s = \ frac {Q} {A}
- 유에스주어진 위상의 표면 속도 (미터 / 초 (m / s))
- 큐단계의 체적 유량 (미터 입방 / 초 (m3/s)
- ㅏ유체가 흐르는 파이프 또는 다공성 매체의 단면적 (m2)입니다.2).
피상적 인 속도는 편리한 추정입니다
실제 세계에서 대부분의 흐름은 균일하지 않습니다. 공기는 작은 고체 입자가 떠있는 여러 가스로 구성됩니다. 유정은 일반적으로 오일, 물 및 천연 가스를 한 번에 모두 추출합니다. 여러 구성 요소로 구성된 함께 흐르는 이러한 유체를다상 흐름.
표면 유속은 관심있는 단계의 속도 만 추정하기 위해 다른 단계를 무시합니다.
유체 역학: 속도 대 흐름
비가 많이 오는 지역의 조경사라고 가정 해 보겠습니다. 따라서 지을 수있는 정원 침대는 홍수를 방지하기 위해 배수가 잘되는 것이 중요합니다. 이 층 중 하나를 지을 때 더 중요한 것은 토양에서 물의 표면 속도 또는 토양을 통한 물의 유속입니까? 아래에서 볼 수 있듯이 유속입니다.
그만큼속도(또는표면적 속도) 유체의 측정은평균 속도 및 방향유체의 입자가 움직입니다. "얼마나 빨리?"라는 질문에 답합니다. 힘은 속도와 함께 증가하기 때문에 힘을 생성하기 위해 유체를 사용할 때 중요한 매개 변수입니다. 노즐에서 나오는 공기는 손에서 물을 날리기 위해 빠르게 움직여야합니다. 시간이 지남에 따라 기계에서 배출되는 총 공기량은 건조에 관한 한 실제로 중요하지 않습니다.
흐름(일명유속)는 시간에 따라 두 위치 사이를 이동하는 유체의 부피를 측정 한 것입니다. 즉, "얼마나 빨리?"라는 질문에 대답합니다. 흐름은 매일 시추 장비에서 나오는 석유 배럴 수에 관심이있을 때 알아야 할 사항입니다. 또는 정원에 얼마나 많은 물이 떨어질 수 있으며 홍수없이 얼마나 빨리 떨어질 수 있는지.
샘플 계산: 표면 유체 속도
한 엔지니어가 핸드 드라이어를 설계하고 있는데 그녀는 피부에서 물을 효과적으로 제거하기 위해 약 30 미터 / 초의 속도로 장치를 빠져 나가기 위해 공기가 필요하다는 것을 알고 있습니다. 그녀의 현재 프로토 타입은 약 0.0002m2의 단면적을 가진 노즐을 통해 초당 0.4m3의 공기를 이동합니다. 공기가 충분한 속도로 노즐을 빠져 나갈까요?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0.4} = 37.5 \ text {m / s}
37.5 미터 / 초는 30 미터 / 초보다 빠르며 동일한 야구장에 있습니다. 유망한 프로토 타입입니다!