Volumevloeitempo en digtheid: effek, verwantskap, probleemvoorbeelde

In hierdie artikel sal ons die verband tussen die volumevloeitempo en digtheid bespreek.

In 'n proses industrie die meting van Vloeitempo(beide massa en volumetriese vloeitempo) van 'n vloeistof is baie belangrik. As ons weet wat die digtheid van die spesifieke vloeistof is, kan ons volume vloeitempo omskakel na Massavloeitempo van 'n bepaalde pyplyn en omgekeerd.

In sommige gevalle is dit verkieslik om volumetriese vloeitempo te meet in vergelyking met massavloeitempo aangesien volumevloeimeettoestelle goedkoper is as massavloeimeettoestelle.

Maar as ons die digtheid van die vloeistof ken, kan ons die gemete volumevloeitempo maklik omskakel in terme van massavloeitempo volgens vereiste.

 Volumevloeitempo is die maatstaf van die hoeveelheid vloeistof wat deur 'n vloeimeetinstrument per tydseenheid gaan. Eenhede is liter/minuut, kubieke sentimeter per minuut, ens. Dit word aangedui met Q.

Digtheid is die fisiese eienskap van 'n materie wat verwys na die massa in 'n eenheidsvolume. Eenhede is kilogram/kubieke meter, gram/kubieke meter, ens. Dit word aangedui met ρ.

 Volumevloeitempo en digtheidsverhouding

Digtheid, ρ=Mass/Volume=m/V

Volumevloeitempo, Q=V/t

volumevloeitempo en digtheid
Volumevloeitempo

waar,

Q= Volumevloeitempo m3/s of L/s .

V=Volume vloeistof in liter of kubieke meter

=Gemiddelde vloeisnelheid in m/s

(Gemiddelde waarde word in ag geneem, want by elke deel is die snelheid van die vloeistof nie dieselfde nie)

A=Dwarssnitoppervlakte wat deur die bewegende vloeistof in beslag geneem word m2.

vandaar,

Q=Dwarssnitoppervlakte x Gemiddelde snelheid

Massavloeitempo Word gegee deur

ṁ=Mass/Tyd=m/t

Ons weet dit, massa=digtheid x Volume

m=ρ.V

Vermenigvuldig beide kante met t (tyd),

m/t= ρ.V/t=ρ.Q

Of,ṁ =ρ.Q

As ons die digtheid van die vloeistof en sy volumevloeitempo vermenigvuldig sal ons massavloeitempo van die vloeistof kry. In eenvoudige woorde massa vloeitempo is digtheid keer sy volumevloeitempo.

Hoe om digtheid te bereken vanaf volumetriese vloeitempo?

Digtheid is een van die belangrike fisiese eienskappe en het 'n invloed op vloeitempo's.

Digtheid verskil volgens die tipe vloeistof en atmosferiese toestande. Byvoorbeeld, digtheid van koue water en warm water is anders. Alhoewel olie en water albei vloeibaar is, het hulle 'n groot verskil in digtheid.

Volumevloeitempo word gegee deur

Q=V/t Vgl(1)

Waar, V = Volume

t = Tyd

Volume, V=massa/digtheid

Of V=m/ρ

Vervanging van waarde van V in vgl (1)

Q=m/ρ. t

ρ=m/Q . t Vgl(2)

ρ=massavloeitempo/volumevloeitempo         

Digtheid en vloeitempo

Vloeitempo van 'n proseslyn is die tempo waarteen 'n vloeistof daardeur beweeg.

Oor die algemeen word vloeitempo uitgedruk in terme van massavloeitempo(kg/min) en volumevloeitempo(l/min). Digtheid is die verhouding van massa tot volume (kg/m3).

Massavloeitempo; Beeldkrediet: Wikipedia

Die verband tussen digtheid en vloeitempo word soos volg gegee:

Digtheid,ρ=massavloeitempo/volumevloeitempo

Digtheid (ρ) is die massa per volume-eenheid van 'n materiaal. Vloeistof met 'n hoë digtheid beteken meer aantal molekules per eenheid volume wat meer viskeus of swaarder beteken en meer energie word benodig om die vloeistof te beweeg wat 'n lae snelheid veroorsaak.

Digtheid wissel direk met druk en omgekeerd met temperatuur. Aangesien vloeistowwe oor die algemeen onsaamdrukbaar van aard is, is daar dus geen invloed van druk op digtheidsmeting van vloeistof nie. Slegs verandering in temperatuur moet in ag geneem word.

Gasse is saampersbaar van aard en die digtheid van gasse verander met verandering van temperatuur en druk.

Om prosesse in 'n industrie te beheer en om maksimum uitset uit 'n proses te kry, word spesifieke waarde van 'n vloeistofvloeitempo altyd vereis.

Digtheid is een van die fisiese eienskappe van 'n stof wat deur temperatuurverandering beïnvloed word. Soos die temperatuur toeneem, neem die kinetiese energie van die molekules van die stof ook toe, wat lei tot 'n verandering in digtheid van die stof.

Vloeimeting; Beeldkrediet: Wikipedia

Verskillende vloeimeettoestelle word in 'n industrie gebruik om akkurate metings te kry. Om die idee van 'n vloeitempo van 'n vloeistof te kry, moet ons ook 'n kennis van vloeistofdigtheid hê.

Digtheid van 'n vloeistof wissel met temperatuur, nou in industriële proses as die temperatuur verander, lei dit tot afname in digtheid van die vloeistof, wat lei tot 'n toename in die volume. Net so, wanneer die temperatuur daal, neem die volumetriese vloei af as gevolg van hoër vloeistofdigtheid.

Hierdie variasie in die volumetriese vloei as gevolg van variasie in temperatuur lei tot onakkurate rekeningkunde en massabalans van die proses. Om dieselfde industriële prosesse teen te werk, voer gewoonlik 'n prosedure uit wat temperatuurkompensasie van vloei genoem word.

In die geval van saampersbare vloeistowwe (gasse), tesame met temperatuur druk ook 'n beduidende impak op die digtheid van die vloeistof. Daarom neem die kompenserende vloei vir gasse die digtheidsverandering met beide temperatuur en druk in ag.

PV=nRT Eq(1)

Waar, n=m/Mw

ρ=m/V

Van Vgl 1,

ρ=PMw/RT Eq(2)

  • P = Druk
  • T = Temperatuur
  • V = Volume
  • Mw = Molekulêre Gewig
  • n = Aantal mol
  • R = Gaskonstante
  • ρ = stoom- of gasdigtheid

Afhangende van die verskillende toestande sal ons verskillende uitsette vir ontwerp en werklike situasies kry.

Gebruik die ρRealen ρontwerp formules, kan ons die formule vir werklike digtheid van die proses aflei met inagneming van druk- en temperatuurkompensasie.

Vloeimeting; Beeldkrediet: Wikipedia

Hoe beïnvloed digtheid volumevloeitempo?

Die verhouding van volume van 'n stof en sy massa staan ​​bekend as Digtheid ρ.

Wanneer ons hitte op 'n vloeistof of gas toepas, neem die kinetiese energie van die molekules toe, waardeur hulle 'n groter spasie dek, wat lei tot groter volume. Dit impliseer dat digtheid omgekeerd eweredig is aan die temperatuur.

 Aan die ander kant, as druk op 'n liggaam toegepas word, word dit saamgepers, wat lei tot minder volume en hoër digtheid.

Om meer te wete te kom oor vloeitempo (Klik Hier)

Voorbeeld 1: Die digtheid van die vloeistof is 'n Vloeistof vloei deur 'n pyp met 'n binneradius van 6 cm met 'n snelheid van 12m/s en die digtheid 940 kg/m3.Bepaal die massavloeitempo van die vloei.

Oplossing:

Hier snelheid, v=12m/s, radius van die pyp, r=6 cm, digtheid van vloeistof, ρ=940 kg/m3=

 Oppervlakte van die pyp=π. r2=π. 62 cm2= 113.04 cm2=0.011304 m2

Volumevloeitempo= Q= v. A=12 . 0.011304=0.1356 m3/s

Massavloeitempo, ṁ = Q . ρ=0.1356 m3/s. 940 kg/m3=127.50kg/s.

Voorbeeld 2: Bepaal die snelheid van vloeiende water deur 'n sirkelvormige pyp. Hier is die binneradius van die pyp 2cm en vloeitempo as water 0m056/s is. Beskou die digtheid van water as ρ=3kg/m998.

Oplossing:

Hier Radius van die pyp, r=2 cm, Vloeitempo, Q=0.056m3/s, Digtheid, ρ=998 kg/m3

Oppervlakte van die pyp= π . r2 = π . 22 cm2= 12.56 cm2=0.00125 m2

Massavloeitempo, ṁ=Q . ρ =0.056 m3/s. 998 kg/m3=55.88kg/s

Snelheid =ṁ /ρ .A=79.3m/s

Scroll na bo