Volumetriese vloeitempo tot snelheid: hoe om te vind

Die verhouding van Volumetriese vloeitempo to Velocity moet behoorlik bereken word vir die pyplynontwerp van 'n industrie.

Volumetriese vloeitempo is die volume van 'n vloeistof wat per tydseenheid deur 'n buis, kanaal, kanaal of ander hierdie tipe struktuur vloei. Snelheid verwys na hoe vinnig 'n vloeistof deur 'n bepaalde gang per tydseenheid beweeg.

Volumevloeitempo, Q of V=Gem

Waar A= Deursnitoppervlakte van 'n snit in m2

En v=Gemiddelde snelheid van die vloeistof deur die gedeelte in m/s

 

Die eenheid van Volumevloeitempo is m3/s(kubieke meter/sekonde), m3/h(kubieke meter/uur), l/s (liter/sekonde), l/min.(liter/minuut),ml/s(milliliter/sekonde) ens.

Geskikte eenheid word besluit volgens die grootte van Volumetriese vloeitempo. In die geval van baie klein vloeitempo (byvoorbeeld vloeistof binne 'n spuit), word ml/s verkies en vir baie groot volumevloeitempo (byvoorbeeld vloei van water in 'n rivier), word dit uitgedruk in m3/h.

Vloeisnelheid, v =s/t  

Snelheid word aangedui deur klein v

Waar s= Afstand wat deur die vloeistofmolekules gedek word

En t=Tydperiode

Die eenheid van snelheid is m/s (meter/sekonde), km/h (kilometer/uur) ens.

volumetriese vloeitempo tot snelheid
Volumetriese vloeitempo

Is volumevloeitempo dieselfde as snelheid?

Volumevloeitempo en Snelheid is verwant aan mekaar, maar as ons as fisiese hoeveelhede beskou, verskil albei heeltemal van mekaar.

In eenvoudige woorde Velocity van 'n vloeistof verwys na hoe vinnig die vloeistof (gas of vloeistof) deur 'n gang in 'n bepaalde tydperk beweeg. Volumevloeitempo gee vir ons die hoeveelheid of volume van 'n vloeistof (gas of vloeistof) wat binne 'n tydperk deur 'n gang vloei.

Snelheid van 'n vloeistof is 'n vektorhoeveelheid terwyl volumevloeitempo 'n skalêre hoeveelheid is aangesien dit 'n tydafgeleide van volume is.

Verskil tussen volumetriese vloeitempo tot snelheid

Die verskil tussen Volumetriese vloeitempo en snelheid soos volg:

Volumetriese vloeitempoVelocity
Volumevloeitempo (Q) is die hoeveelheid volume (V) van 'n vloeistof wat deur 'n deursnee-area (A) per tydseenheid (t) vloei.Velocity van 'n vloeistof word gedefinieer as die afstand (d) wat 'n vloeistof binne 'n tydperk (t) aflê.
Wiskundig, Q = V/tWiskundig,
eenhede: m3/s(SI-eenheid), cm3/s (CGS eenheid)Eenhede: m/s(SI-eenheid), cm/s(CGS-eenheid)

Verwantskap van volumetriese vloeitempo tot snelheid

As ons die vloeitempo van 'n stroom of rivier waarneem, as die snelheid van water hoog is, is die volumevloeitempo van die rivier ook hoog.

Die volgende vergelyking gee ons die verband tussen Volumevloeitempo(Q) en Snelheid(v).

V=A. v

Hier is A die deursnee-area en v die snelheid van die vloeistof.

Oor die algemeen beskou ons hier die gemiddelde snelheid aangesien die snelheid van vloei nie konstant bly gedurende die spesifieke tydperk nie. Vandaar,  

  Vgl(1)

Uit Vgl (1) is dit duidelik dat Volumevloeitempo is direk eweredig aan beide die gemiddelde snelheid van die vloei en die grootte van die deurgang (kan pyp, kanaal of 'n rivier wees).

Hoe groter die deursnee van die pyp of kanaal is, hoe groter is die deursnee-area

Vloei deur 'n pyp met deursnee-area A

In die bostaande figuur kan ons 'n pyp met deursnee-area A in m sien2 en snelheid of spoed van die vloeistof is (klein v bar) in m/s.

Om die vloeitempo of afvoer in 'n prosestoediening uit te vind, word twee metings benodig: die volume vloeistof wat die gang deurkruis en die tyd wat deur hierdie volume benodig word om die gang te kruis.

Volumevloeitempo, Q= Volume/tyd

Volume (hoofstad V) in kubieke meter m3 en tyd(t) in sekonde.

Q=V/t Vgl(2)

In die bostaande figuur word die volume (V) vloeistof wat binne 'n tydperk t deur die punt (O) gaan, voorgestel deur die geskakeerde gedeelte van die kanduit gegee deur

Volume,V=Ad

Van Eq(2) Q= V/t = Ad/t

Q = Ad/t Eq(3)

Nou gemiddelde snelheid,

So word die Vgl(3).  

 Volumevloeitempo,

Vloei deur 'n pyp met verskillende deursnee

In die geval van 'n onsamedrukbare vloeistof (soos water) vloei deur 'n gang met verskillende deursnee-area, bly die volumetriese vloeitempo van die vloeistof konstant. Om die in stand te hou konstante vloeitempo, die spoed van vloei is laag by 'n groter deursnee area van die pyp en spoed word hoog by 'n kleiner deursnee area.

In die bostaande figuur kan ons 'n onsamedrukbare vloeistof sien vloei deur 'n pyp met dalende deursnee-area. Aangesien die vloeistof onsaamdrukbaar van aard is, probeer dit kontinuïteit handhaaf en dieselfde volume vloeistof vloei deur elke punt van die pyp, ongeag die grootte of deursnee van die pyp.

Wanneer die grootte van die pyp wyer is by punt 1, sal die snelheid van die vloei afneem in vergelyking met die snelheid by punt 2 waar die pyp nou word. Op hierdie manier word die vloeitempo by elke punt van die pyp op 'n konstante waarde gehandhaaf.

By punt 1 en 2,

Q1 =Q2

Of,

Dit is die bekende kontinuïteitsvergelyking wat van toepassing is op onsamedrukbare vloeistowwe.

Hoe om snelheid te vind vanaf volumetriese vloeitempo?

In die geval van kolomme van verskillende groottes, is dit geriefliker om vloei van 'n vloeistof in terme van vloeisnelheid (cm/h) voor te stel. Maar oor die algemeen word vloei bereken in terme van volumevloeitempo (ml/min).

Deur die volgende formule te gebruik, kan ons maklik die snelheid van 'n vloei uit volumevloeitempo van 'n vloeistof bereken:

Vloeitempo,

Waar Q= Volumevloeitempo in m3/s

A =Dwarssnitoppervlakte van die gang waardeur vloeistof vloei in m2

Nou, staaf v=Q/A=Volumevloeitempo/Dwarssnitoppervlakte van die pyp

Vloeitempo kan ook gedefinieer word as die verhouding tussen die verandering in volume van die vloeistof en verandering in tyd.

Q=dV/dt

Scroll na bo