Når du designer et system for å flytte væsker rundt - for eksempel en rigg for utvinning av naturgass - er det viktig å vite hvor raskt væsken du jobber med strømmer gjennom rørene.Overfladisk strømningshastighet(akaoverfladisk væskehastighetelleroverfladisk gasshastighet) er en måte å estimere hastigheten som avæske(dvs. gass eller væske) passerer gjennom et objekt.
Det er relativt enkelt å beregne overfladisk hastighet når du kjenner formelen og nødvendige målinger. Les videre for å lære mer om forutsetningene som ligger til grunn for overfladisk hastighet og hvordan du beregner det selv.
De Overfladisk hastighetsformel
Overfladisk gasshastighet (aka overfladisk strømningshastighet) er et estimat på hvor raskt en væske passerer gjennom et objekt (f.eks. Et rør) eller et porøst medium (f.eks. Grus). Den beregnes med følgende formel:
u_s = \ frac {Q} {A}
- user den overfladiske hastigheten til en gitt fase i meter / sekund (m / s)
- Spørsmåler volumstrømningshastigheten til fasen, i meter kubikk / sekund (m3/s)
- ENer tverrsnittsarealet til røret eller det porøse mediet væsken strømmer gjennom, i kvadratmeter (m2).
Overfladisk hastighet er en praktisk estimering
I den virkelige verden er de fleste strømmer ikke ensartede - luft består av flere gasser med små faste partikler suspendert i den. Oljebrønner utvinner vanligvis en blanding av olje, vann og naturgass samtidig. Disse væskene som strømmer sammen, består av flere komponenter, kallesflerfase flyter.
Overfladisk strømningshastighet ignorerer de andre fasene for bare å estimere hastigheten til fasen du er interessert i.
Fluid Dynamics: Velocity versus Flow
La oss si at du er en landskapsarkitekt i et veldig regnfullt område. Som sådan er det viktig at eventuelle hagesenger du kan bygge har utmerket drenering for å forhindre flom. Når du bygger en av disse sengene, noe som er viktigere for deg å vite: vannets overflatehastighet i jord eller strømningshastigheten til vann gjennom jord? Det er strømningshastighet, som vi ser nedenfor.
Dehastighet(elleroverfladisk hastighet) av en væske er et mål pågjennomsnittlig hastighet og retningvæskepartiklene beveger seg. Det svarer på spørsmålet "hvor raskt?" Det er en viktig parameter når en væske brukes til å generere kraft, fordi kraft øker med hastighet. Luften som kommer ut av dysen må bevege seg raskt for å blåse vann av hendene. Den totale mengden luft som kommer ut av maskinen over tid, har ikke noe å si for tørking.
Strømme(akastrømningshastighet) er en måling av volumet av en væske som beveger seg mellom to steder over tid. Med andre ord svarer det på spørsmålet "hvor mye og hvor raskt?" Flow er det du trenger å vite når du er interessert i hvor mange fat olje du får ut av boreriggen hver dag. Eller hvor mye vann som kan falle i hagen din og hvor raskt uten å oversvømme den.
Eksempelberegning: overfladisk væskehastighet
En ingeniør designer en håndtørker, og hun vet at hun trenger luft for å komme ut av enheten med en hastighet på omtrent 30 meter / sekund for effektivt å banke vann fritt fra huden. Hennes nåværende prototype beveger seg 0,4 kubikkmeter / sekund luft gjennom en dyse med et tverrsnittsareal på omtrent 0,0002 kvadratmeter - vil luften komme ut av dysen med tilstrekkelig hastighet?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0.4} = 37.5 \ text {m / s}
37,5 meter / sekund er raskere enn 30 meter / sekund, og det er i samme ballpark - det er en lovende prototype!