Когда вы разрабатываете систему для перемещения жидкостей, например, установку для добычи природного газа, важно знать, с какой скоростью жидкость, с которой вы работаете, течет по трубам.Скорость поверхностного потока(он жеприведенная скорость жидкостиили жеприведенная скорость газа) - способ оценки скорости, с которойжидкость(т.е. газ или жидкость) проходит через объект.
Рассчитать приведенную скорость относительно легко, если вы знаете формулу и необходимые измерения. Читайте дальше, чтобы узнать больше о предположениях, лежащих в основе поверхностной скорости, и о том, как рассчитать ее самостоятельно.
В Формула поверхностной скорости
Приведенная скорость газа (также известная как поверхностная скорость потока) - это оценка того, как быстро жидкость проходит через объект (например, трубу) или пористую среду (например, гравий). Он рассчитывается по следующей формуле:
u_s = \ frac {Q} {A}
- тыsприведенная скорость данной фазы в метрах в секунду (м / с)
- Q- объемный расход фазы в кубических метрах в секунду (м3/s)
- А- площадь поперечного сечения трубы или пористой среды, через которую проходит жидкость, в квадратных метрах (м2).
Поверхностная скорость - удобная оценка
В реальном мире большинство потоков неоднородны - воздух состоит из нескольких газов с взвешенными в нем крошечными твердыми частицами. Нефтяные скважины обычно добывают смесь нефти, воды и природного газа одновременно. Эти текучие жидкости, состоящие из нескольких компонентов, называютсямногофазный потоки.
Приведенная скорость потока игнорирует другие фазы, чтобы оценить только скорость интересующей вас фазы.
Гидродинамика: скорость по сравнению с расходом
Допустим, вы работаете ландшафтным дизайнером в очень дождливой местности. Таким образом, важно, чтобы любые грядки, которые вы можете построить, имели отличный дренаж, чтобы предотвратить затопление. Когда вы строите одну из этих грядок, что для вас важнее знать: поверхностная скорость воды в почве или скорость потока воды через почву? Это скорость потока, как мы увидим ниже.
Вскорость(или жеповерхностная скорость) жидкости является меройсредняя скорость и направлениечастицы жидкости движутся. Он отвечает на вопрос «как быстро?» Это важный параметр, когда жидкость используется для создания силы, потому что сила увеличивается с увеличением скорости. Воздух, выходящий из сопла, должен двигаться быстро, чтобы сдуть воду с ваших рук. Что касается сушки, общее количество воздуха, выходящего из машины с течением времени, на самом деле не имеет значения.
Поток(он жескорость потока) - это измерение объема жидкости, перемещающейся между двумя точками во времени. Другими словами, он отвечает на вопрос «сколько и как быстро?» Поток - это то, что вам нужно знать, когда вы хотите знать, сколько баррелей нефти вы получаете из своей буровой установки каждый день. Или сколько воды может упасть на ваш сад и как быстро, не затопив его.
Пример расчета: приведенная скорость жидкости
Инженер разрабатывает сушилку для рук, и она знает, что ей нужен воздух, чтобы выходить из устройства со скоростью около 30 метров в секунду, чтобы эффективно сбивать воду с кожи. Ее текущий прототип перемещает 0,4 кубических метра в секунду воздуха через сопло с площадью поперечного сечения около 0,0002 квадратных метра - будет ли воздух выходить из сопла с достаточной скоростью?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0,4} = 37,5 \ text {м / с}
37,5 метров в секунду быстрее, чем 30 метров в секунду, и это примерно так же - это многообещающий прототип!