Коли ви проектуєте систему для переміщення рідин, наприклад, установки для видобутку природного газу, важливо знати, наскільки швидко рідина, з якою ви працюєте, протікає по трубах.Поверхнева швидкість потоку(він жеповерхнева швидкість рідиниабоповерхнева швидкість газу) - це спосіб оцінки швидкості, з якою aрідина(тобто газ або рідина) проходить через предмет.
Обчислити поверхневу швидкість відносно просто, коли ви знаєте формулу та необхідні вимірювання. Читайте далі, щоб дізнатись більше про припущення, на яких покладено поверхневу швидкість, і про те, як їх розрахувати самостійно.
Формула поверхневої швидкості
Поверхнева швидкість газу (вона ж поверхнева швидкість потоку) - це оцінка того, як швидко рідина проходить через об'єкт (наприклад, трубу) або пористе середовище (наприклад, гравій). Він обчислюється за такою формулою:
u_s = \ frac {Q} {A}
- us- поверхнева швидкість даної фази в метрах / секунду (м / с)
- Питання- об'ємна швидкість потоку фази, в метрах в кубах / секунду (м3/s)
- A- площа поперечного перерізу труби або пористого середовища, через яке протікає рідина, у метрах у квадраті (м2).
Поверхнева швидкість - це зручна оцінка
У реальному світі більшість потоків не є рівномірними - повітря складається з безлічі газів із завислими в ньому крихітними твердими частинками. Нафтові свердловини зазвичай видобувають суміш нафти, води та природного газу одночасно. Ці рідини, що зливаються разом, складаються з декількох компонентів, називаютьсябагатофазний потоки.
Поверхнева швидкість потоку ігнорує інші фази, а лише оцінює швидкість фази, яка вас цікавить.
Динаміка рідини: швидкість проти потоку
Скажімо, ви ландшафтний дизайнер у дуже дощовій місцевості. Таким чином, важливо, щоб будь-які грядки, які ви можете побудувати, мали чудовий дренаж, щоб запобігти повені. Коли ви будуєте одне з цих русел, що вам важливіше знати: поверхнева швидкість води в ґрунті або швидкість потоку води через ґрунт? Це швидкість потоку, як ми побачимо нижче.
швидкість(абоповерхнева швидкість) рідини є міроюсередня швидкість і напрямокчастинки рідини рухаються. Це відповідає на питання "як швидко?" Це важливий параметр, коли рідина використовується для генерування сили, оскільки сила зростає зі швидкістю. Повітря, що виходить із сопла, повинно рухатися швидко, щоб здути воду з рук. Загальна кількість повітря, що виходить із машини з часом, насправді не має значення, що стосується сушіння.
Потік(він жешвидкість потоку) - це вимірювання об’єму рідини, що рухається між двома місцями з часом. Іншими словами, це відповідає на питання "скільки і як швидко?" Потік - це те, що вам потрібно знати, коли вас цікавить, скільки барелів нафти ви отримуєте зі своєї бурової установки щодня. Або скільки води може впасти на ваш сад і як швидко, не затопивши його.
Розрахунок вибірки: Поверхнева швидкість рідини
Інженер розробляє сушарку для рук, і вона знає, що їй потрібно повітря, щоб вийти з пристрою зі швидкістю близько 30 метрів / секунду, щоб ефективно збити воду з шкіри. Її поточний прототип рухається 0,4 кубічних метрів / секунду повітря через сопло площею перерізу близько 0,0002 квадратних метрів - чи повітря вийде із сопла з достатньою швидкістю?
u_s = \ frac {Q} {A} = \ frac {15} {0,4} = 37,5 \ text {м / с}
37,5 метрів на секунду - це швидше, ніж 30 метрів на секунду, і це в тому ж стадіоні - це перспективний прототип!