Când proiectați un sistem de deplasare a fluidelor - să zicem, o instalație de extracție a gazelor naturale - este esențial să știți cât de repede curge fluidul cu care lucrați prin conducte.Viteza de curgere superficială(akaviteza lichidului superficialsauviteza superficială a gazului) este o modalitate de estimare a vitezei cu care afluid(adică gaz sau lichid) trece printr-un obiect.
Calcularea vitezei superficiale este relativ ușoară odată ce cunoașteți formula și măsurătorile necesare. Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre ipotezele care stau la baza vitezei superficiale și cum să o calculați singură.
Formula de viteză superficială
Viteza superficială a gazului (alias viteza de curgere superficială) este o estimare a vitezei cu care un fluid trece printr-un obiect (de exemplu, o conductă) sau un mediu poros (de exemplu, pietriș). Se calculează utilizând următoarea formulă:
u_s = \ frac {Q} {A}
- tuseste viteza superficială a unei faze date în metri / secundă (m / s)
- Îeste debitul volumic al fazei, în metri cubi / secundă (m3/s)
- Aeste aria secțiunii transversale a conductei sau a mediului poros prin care circulă fluidul, în metri pătrat (m2).
Viteza superficială este o estimare convenabilă
În lumea reală, majoritatea fluxurilor nu sunt uniforme - aerul este format din mai multe gaze cu mici particule solide suspendate în el. Fântânile de petrol extrag de obicei un amestec de petrol, apă și gaz natural dintr-o dată. Aceste fluide care curg împreună, alcătuite din mai multe componente, sunt numitemultifazic curge.
Viteza de curgere superficială ignoră celelalte faze pentru a estima doar viteza fazei care vă interesează.
Dinamica fluidelor: viteza versus flux
Să presupunem că sunteți peisagist într-o zonă foarte ploioasă. Ca atare, este important ca toate paturile de grădină pe care le-ați putea construi să aibă un drenaj excelent pentru a preveni inundațiile. Când construiți unul dintre aceste paturi, ceea ce este mai important pentru dvs. să știți: viteza superficială a apei în sol sau debitul apei prin sol? Este debitul, așa cum vom vedea mai jos.
viteză(sauviteza superficială) a unui fluid este o măsură aviteza și direcția medieparticulele fluidului se mișcă. Răspunde la întrebarea „cât de repede?” Este un parametru important atunci când un fluid este utilizat pentru a genera forță, deoarece forța crește odată cu viteza. Aerul care iese din duză trebuie să se miște rapid pentru a arunca apă de pe mâini. Cantitatea totală de aer care iese din mașină în timp nu contează de fapt, în ceea ce privește uscarea.
curgere(akadebit) este o măsurare a volumului unui fluid care se deplasează între două locuri în timp. Cu alte cuvinte, răspunde la întrebarea „cât și cât de repede?” Fluxul este ceea ce trebuie să știți atunci când sunteți interesat de câte barili de petrol scoateți în fiecare zi din instalația dvs. de foraj. Sau câtă apă poate cădea pe grădina dvs. și cât de repede fără a o inunda.
Calculul probei: viteza fluidului superficial
Un inginer proiectează un uscător de mâini și știe că are nevoie de aer pentru a ieși din dispozitiv cu o viteză de aproximativ 30 de metri / secundă pentru a elimina efectiv apa din piele. Prototipul ei actual mișcă 0,4 metri cubi / secundă de aer printr-o duză cu o secțiune transversală de aproximativ 0,0002 metri pătrați - va ieși aerul din duză cu o viteză suficientă?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0.4} = 37,5 \ text {m / s}
37,5 metri / secundă este mai rapid decât 30 de metri / secundă și se află în același stadion - este un prototip promițător!