Keď navrhujete systém na pohyb tekutín - povedzme zariadenie na ťažbu zemného plynu - je nevyhnutné vedieť, ako rýchlo tekutina, s ktorou pracujete, preteká potrubím.Povrchová rýchlosť prúdenia(aliaspovrchová rýchlosť kvapalinyalebopovrchová rýchlosť plynu) je spôsob odhadu rýchlosti, pri ktorej atekutina(t. j. plyn alebo kvapalina) prechádza predmetom.
Výpočet povrchovej rýchlosti je pomerne jednoduchý, ak poznáte vzorec a požadované merania. Čítajte ďalej a dozviete sa viac o predpokladoch, z ktorých vychádza povrchová rýchlosť, a o tom, ako ju vypočítať sami.
The Vzorec povrchnej rýchlosti
Povrchová rýchlosť plynu (al. Povrchová rýchlosť prúdenia) je odhad toho, ako rýchlo tekutina prechádza cez objekt (napr. Potrubie) alebo pórovité médium (napr. Štrk). Vypočítava sa pomocou tohto vzorca:
u_s = \ frac {Q} {A}
- usje povrchová rýchlosť danej fázy v metroch za sekundu (m / s)
- Qje objemový prietok fázy v metroch kubických za sekundu (m3/s)
- Aje prierezová plocha potrubia alebo pórovitého média, ktorým tekutina preteká, v metroch na štvorcových (m2).
Povrchová rýchlosť je pohodlný odhad
V skutočnom svete nie je väčšina prúdov rovnomerná - vzduch je tvorený viacerými plynmi a sú v nich suspendované malé pevné častice. Ropné vrty typicky extrahujú zmes ropy, vody a zemného plynu naraz. Tieto tekutiny tečúce spolu, zložené z niekoľkých zložiek, sa nazývajúviacfázový toky.
Povrchová rýchlosť prúdenia ignoruje ostatné fázy, aby iba odhadovala rýchlosť fázy, ktorá vás zaujíma.
Dynamika tekutín: Rýchlosť verzus prietok
Povedzme, že ste krajinár vo veľmi daždivej oblasti. Preto je dôležité, aby všetky záhradné postele, ktoré by ste mohli postaviť, mali vynikajúci odtok, aby sa zabránilo zaplaveniu. Keď staviate jedno z týchto lôžok, čo je pre vás dôležitejšie: povrchová rýchlosť vody v pôde alebo prietok vody pôdou? Je to prietok, ako uvidíme ďalej.
Therýchlosť(alebopovrchová rýchlosť) kvapaliny je mieroupriemerná rýchlosť a smerčastice tekutiny sa pohybujú. Odpovedá na otázku „ako rýchlo?“ Je to dôležitý parameter, keď sa na generovanie sily používa kvapalina, pretože sila rastie s rýchlosťou. Vzduch vystupujúci z dýzy sa musí rýchlo pohybovať, aby vyfúkol vodu z vašich rúk. Na celkovom množstve vzduchu vychádzajúceho zo stroja v priebehu času vlastne nezáleží, čo sa sušenia týka.
Prietok(aliasprietok) je meranie objemu tekutiny pohybujúcej sa medzi dvoma miestami v priebehu času. Inými slovami, odpovedá na otázku „koľko a ako rýchlo?“ Flow je to, čo potrebujete vedieť, ak sa zaujímate o to, koľko barelov oleja každý deň dostanete z vrtnej súpravy. Alebo koľko vody môže spadnúť na vašu záhradu a ako rýchlo bez zaplavenia.
Vzorový výpočet: Povrchová rýchlosť tekutín
Inžinier navrhuje sušič rúk a vie, že na výstup z prístroja potrebuje rýchlosť vzduchu asi 30 metrov za sekundu, aby mohla účinne vypúšťať vodu z pokožky. Jej súčasný prototyp pohybuje vzduchom 0,4 kubického metra za sekundu cez dýzu s prierezovou plochou asi 0,0002 štvorcového metra - opustí vzduch dýzu dostatočnou rýchlosťou?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0,4} = 37,5 \ text {m / s}
37,5 metra za sekundu je rýchlejší ako 30 metrov za sekundu a je to na rovnakom ihrisku - je to sľubný prototyp!