Sıvıları hareket ettirmek için bir sistem tasarlarken – örneğin, bir doğal gaz çıkarma teçhizatı – birlikte çalıştığınız sıvının borulardan ne kadar hızlı aktığını bilmek çok önemlidir.Yüzeysel akış hızı(diğer adıylayüzeysel sıvı hızıveyayüzeysel gaz hızı) hızı tahmin etmenin bir yoludur.sıvı(yani gaz veya sıvı) bir nesneden geçer.
Formülü ve gerekli ölçümleri öğrendikten sonra yüzeysel hızı hesaplamak nispeten kolaydır. Yüzeysel hızı destekleyen varsayımlar ve bunu kendiniz nasıl hesaplayacağınız hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.
Yüzeysel Hız Formülü
Yüzeysel gaz hızı (diğer adıyla yüzeysel akış hızı), bir sıvının bir nesneden (örneğin bir boru) veya gözenekli bir ortamdan (örneğin çakıl) ne kadar hızlı geçtiğinin bir tahminidir. Aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
u_s=\frac{Q}{A}
- sensbelirli bir fazın metre/saniye (m/s) cinsinden yüzeysel hızıdır
- Sfazın hacimsel akış hızı, metre küp/saniye (m3/s)
- birsıvının içinden aktığı borunun veya gözenekli ortamın kesit alanıdır, metre kare (m)2).
Yüzeysel Hız Uygun Bir Tahmindir
Gerçek dünyada, akışların çoğu tek tip değildir - hava, içinde asılı duran küçük katı parçacıkların bulunduğu birden fazla gazdan oluşur. Petrol kuyuları tipik olarak bir kerede yağ, su ve doğal gaz karışımını çıkarır. Birkaç bileşenden oluşan, birlikte akan bu sıvılara denir.çok fazlı akışlar.
Yüzeysel akış hızı, yalnızca ilgilendiğiniz fazın hızını tahmin etmek için diğer fazları yok sayar.
Akışkanlar Dinamiği: Hıza Karşı Akış
Diyelim ki çok yağmurlu bir bölgede peyzaj mimarısınız. Bu nedenle, inşa edebileceğiniz bahçe yataklarının taşkınları önlemek için mükemmel drenaja sahip olması önemlidir. Bu yataklardan birini inşa ederken sizin için daha önemli olan şey: suyun topraktaki yüzeysel hızı mı yoksa suyun topraktaki akış hızı mı? Aşağıda göreceğimiz gibi, akış hızıdır.
hız(veyayüzeysel hız) bir sıvının bir ölçüsüdürortalama hız ve yönsıvının tanecikleri hareket eder. “Ne kadar hızlı?” sorusuna cevap verir. Kuvvet üretmek için bir sıvı kullanıldığında bu önemli bir parametredir, çünkü kuvvet hızla artar. Suyu ellerinizden üflemek için memeden çıkan havanın hızlı hareket etmesi gerekir. Zaman içinde makineden çıkan toplam hava miktarı, kurutma söz konusu olduğunda aslında önemli değildir.
akış(diğer adıylaakış hızı) zaman içinde iki yer arasında hareket eden bir sıvının hacminin bir ölçümüdür. Başka bir deyişle, “ne kadar ve ne kadar çabuk?” Sorusuna cevap verir. Akış, her gün sondaj kulenizden kaç varil petrol çıkardığınızla ilgilenirken bilmeniz gereken şeydir. Veya bahçenize ne kadar su düşebilir ve ne kadar çabuk su basmadan.
Örnek Hesaplama: Yüzeysel Akışkan Hızı
Bir mühendis bir el kurutma makinesi tasarlıyor ve suyu etkili bir şekilde deriden arındırmak için cihazdan yaklaşık 30 metre/saniye hızla çıkmak için havaya ihtiyacı olduğunu biliyor. Mevcut prototipi, yaklaşık 0,0002 metrekarelik bir kesit alanına sahip bir memeden 0,4 metreküp/saniye havayı hareket ettiriyor - hava memeden yeterli hızda çıkacak mı?
u_s=\frac{Q}{A}=\frac{15}{0.4}=37.5\text{ m/s}
37,5 metre/saniye, 30 metre/saniyeden daha hızlıdır ve aynı oyun sahasındadır – bu gelecek vaat eden bir prototiptir!