Nájsť prietokovú rýchlosť vody z výtoku, napríklad zo záhradného kohúta alebo z kúpeľňového kohútika, je jednoduché cvičenie, ktoré si nevyžaduje nič iné ako vedro a časovač. Výpočet prietoku v otvorenom žľabe, ako je žľab alebo koryto, je trochu komplikovanejší a výpočet prietoku kvapaliny v uzavretom potrubí je ešte zložitejší.
Vzorec prietoku všeobecne je
Q = priem
kdeQje prietok,Aje plocha prierezu v bode dráhy toku avje rýchlosť kvapaliny v danom bode. V niektorých situáciách, napríklad pri vode tečúcej v koryte rieky, sa počítaAje ťažké a najlepšie, čo môžete urobiť, je aproximácia. V iných, napríklad v prípade kvapaliny prúdiacej v uzavretom potrubí, je ťažké meraťv, ale nemusíte. Ak dokážete zmerať tlak kvapaliny, môžete použiť Poiseuilleov zákon.
Výpočet prietoku cez otvor
Ak potrebujete poznať prietok cez otvor, ako je napríklad hrdlo alebo odkvapkávač, všetko, čo máte, je urobiť je umožniť nahromadenie určitého objemu v nádobe a zmerať, ako dlho to trvá hromadiť. Môžete napríklad merať prietok z hrdla tak, že napustíte vodu do 5-galónového vedra a zaznamenáte čas. Rozdeľte 5 na čas potrebný na získanie počtu galónov za jednotku času. Ak zmeriate čas v minútach, dostanete výsledok v galónoch za minútu.
Na meranie prietoku z malého otvoru, napríklad odkvapkávača, budete potrebovať oveľa menšiu nádobu, ako je napríklad štvorcová nádoba, a dlhšiu jednotku času, ale princíp je rovnaký. Odkvapkávače sú zvyčajne dimenzované podľa počtu galónov za hodinu, ktoré emitujú. Emitor, ktorý vydá 1 galón za hodinu, naplní štvorcový pohár za 15 minút.
Pomocou vzorca prietoku
Ak vidíte, že tekutina tečie, môžete zmerať jej rýchlosť, čo znamená, že potrebujete iba oblasť, cez ktorú tekutina preteká, aby ste mohli vypočítať prietok pomocou vzorcaQ = A × v.
Ak tekutina preteká otvorom alebo čírou trubicou, jedným zo spôsobov merania rýchlosti je zavedenie farbiva ako markeru a času, ktorý trvá, kým farbivu prejde dva body. Po zmeraní polomeru trubice alebo otvoru môžete pomocou π vypočítať plochur2, potom použitev × Ana výpočet prietoku.
Pre prietok prírodnými prvkami, ako je koryto rieky, musíte priblížiť túto oblasť. Predpokladajme, že najhlbšia časť rieky je polomerom polvalcového žľabu. Vypočítajte prierezovú plochu pomocou πr2, potom z toho polovicu vezmite a použite ju naAv rovniciQ = v × Aaby ste dostali približný prietok.
Výpočet prietoku pomocou tlaku
Keď tekutina preteká uzavretým potrubím, nemôžete ju vidieť, takže nemôžete merať jej rýchlosť. Ak však môžete zmerať tlak kvapaliny - čo je zvyčajne ľahké urobiť pomocou manometra -, môžete na výpočet prietoku použiť Poiseuilleov zákon. Podľa Poiseuilleovho zákona je prietoková rýchlosťQsa mení priamo s tlakovým rozdielom Δpmedzi koncami potrubia a štvrtou silou polomeru potrubiar4, a líši sa inverzne podľa dĺžky potrubiaĽ. Rovnica je:
Q = \ frac {π \ Delta pr ^ 4} {8μL}
kdeµje viskozita kvapaliny.
Poiseuilleov zákon predpokladá laminárny (nie turbulentný) tok, čo je bezpečný predpoklad pri nízkych tlakoch a malých priemeroch potrubí.
