Tūrio srauto apskaičiavimas ir tai, kas tai daro



The tūrio srautas ji leidžia nustatyti skysčio tūrį, kuris kerta vamzdžio dalį ir siūlo greitį, kuriuo skystis juda. Todėl jos matavimas yra ypač įdomus tokiose įvairiose srityse kaip pramonė, medicina, statyba ir moksliniai tyrimai.

Tačiau, matuojant skysčio greitį (ar tai būtų skystis, dujos ar abiejų mišinys), nėra taip paprasta, kaip matuoti kieto kūno judėjimo greitį. Todėl atsitinka, kad žinoti skysčio greitį būtina žinoti jo srautą.

Šiuo ir daugeliu kitų klausimų, susijusių su skysčių filialas fizikos žinomas kaip Skysčių mechanika pasiūlymai. Srautas yra apibrėžiamas kaip, kiek skysčio pereina per vamzdyną skyriuje, ar vamzdžio, vamzdynas, upės, kanalo, kraujagyslės, ir tt, atsižvelgiant į laikiną įrenginį.

Paprastai tam tikroje srityje kertantis tūris apskaičiuojamas laiko vienetais, dar vadinamu tūrio srautu. Taip pat apibrėžiama masė arba masės srautas, kuris tam tikru laiku kertasi tam tikrą plotą, nors jis naudojamas rečiau nei tūrinis srautas..

Indeksas

  • 1 Skaičiavimas
    • 1.1 Tęstinumo lygtis
    • 1.2 Bernoulli principas
  • 2 Kas veikia tūrio srautą?
    • 2.1 Paprastas tūrio srauto matavimo metodas
  • 3 Nuorodos 

Skaičiavimas

Tūrio srautą parodo raidė Q. Tais atvejais, kai srautas yra statmenas laidininko sekcijai, jis nustatomas pagal šią formulę:

Q = A = V / t

Minėtoje formulėje A yra laidininko sekcija (tai yra vidutinis greitis, kurį turi skystis), V yra tūris ir t yra laikas. Kadangi tarptautinėje sistemoje plotas arba vairuotojo dalis matuojama metrais2 ir greitis m / s, srautas matuojamas m3/ s.

Tais atvejais, kai skysčio poslinkio greitis sukelia kampą θ, kuris yra statmenas paviršiaus A sekcijai, srauto nustatymo išraiška yra tokia:

Q = A cos θ

Tai atitinka ankstesnę lygtį, nes kai srautas yra statmenas A, θ = 0 ir atitinkamai cos θ = 1,.

Pirmiau pateiktos lygtys yra tikros, jei skysčio greitis yra vienodas ir jei sekcijos plotas yra lygus. Priešingu atveju tūrinis srautas apskaičiuojamas pagal tokį integralą:

Q = ∫∫s v d S

Šioje integruotoje dS yra paviršiaus vektorius, nustatomas pagal šią išraišką:

dS = n dS

Čia n yra vieneto vektorius, normalus ortakio paviršiui ir dS, diferencinio paviršiaus elementas.

Tęstinumo lygtis

Nesuspaustų skysčių savybė yra ta, kad skysčio masė konservuojama dviem sekcijomis. Todėl įvykdyta tęstinumo lygtis, kuri nustato tokius santykius:

ρ1 A1 V1 = ρ2 A2 V2

Šioje lygtyje ρ yra skysčio tankis.

Nuolatinio srauto režimų, kuriuose tankis yra pastovus, ir todėl įvykdoma, kad ρ1 = ρ2, jis sumažinamas iki tokios formuluotės:

A1 V1 = A2 V2

Tai atitinka patvirtinimą, kad srautas yra išsaugotas ir todėl:

Q1 = Q2.

Nuo pirmiau stebėjimo išplaukia, kad skysčiai yra pagreitintas, kai jie pasiekia siauresnė skyrių ortakio, o sumažinti jo greitį, kai jie pasiekia platesnę skyrių kanalu. Tai turi įdomių praktinio pritaikymo, nes jis gali žaisti su keleiviais greičiu skysčio.

Bernulio principas

Bernoulliego principas nustato, kad ideali skysčio (ty skystis, neturi klampumas ar trintis) juda cirkuliacijos normą uždarame kanale atitinka savo energiją išlieka pastovus per visą jų judėjimą.

Galiausiai Bernullio principas nėra nieko kito, kaip formuluotė dėl energijos išsaugojimo skysčio srautui. Taigi Bernoulli lygtis gali būti suformuluota taip:

h + v2 / 2g + P / ρg = pastovi

Šioje lygtyje h yra aukštis ir g yra gravitacijos pagreitis.

Bernulio lygtyje visuomet atsižvelgiama į skysčio energiją, kurią sudaro trys komponentai.

- Kinetinio pobūdžio sudedamoji dalis, apimanti energiją dėl greičio, kuriuo skystis juda.

- Komponentas, sukurtas pagal gravitacinį potencialą dėl to, kad yra aukštis, kuriame skystis yra.

- Srauto energijos komponentas, kuris yra energija, kurią skystis sukelia dėl slėgio.

Šiuo atveju Bernoulli lygtis išreiškiama taip:

h ρ g + (v2 ρ) / 2 + P = pastovi

Akivaizdu, kad į nekilnojamojo skysčio išraiška Bernulio lygtis atveju yra nepatenkinti, nes poslinkio atsirasti skysčio trinties nuostoliai ir yra būtina naudoti sudėtingesnę formulę.

Kas turi įtakos tūriniam srautui?

Tūrio srautas bus paveiktas, jei ortakyje yra kliūčių.

Be to, debitas taip pat gali pakeisti variantų temperatūros ir slėgio poveikis, faktinis skysčio juda per vamzdyną, ypač jei tai yra dujų, nes apimtis užima dujų kinta priklausomai nuo temperatūra ir slėgis, kuriam yra.

Paprastas tūrio srauto matavimo metodas

Iš tikrųjų paprastas tūrinio srauto matavimo metodas yra leisti skysčiui tam tikrą laiką patekti į matavimo baką.

Šis metodas paprastai nėra labai praktiškas, tačiau tiesa, kad tai labai paprasta ir labai iliustruojanti, kad suprastume skysčio srauto žinojimo reikšmę ir svarbą..

Tokiu būdu skystis tam tikrą laiką leidžiamas tekėti į matavimo baką, matuojamas sukauptas tūris ir gautas rezultatas padalintas iš praėjusio laiko.

Nuorodos

  1. Srautas (skystis) (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 15 d. Iš es.wikipedia.org.
  2. Tūrio srautas (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 15 d., Iš en.wikipedia.org.
  3. Inžinieriai Edge, LLC. "Skysčio tūrio srauto lygtis". Inžinierių kraštas
  4. Mott, Robert (1996). "1" Taikomas skysčių mechanizmas (4-asis leidimas). Meksika: „Pearson Education“.
  5. Batchelor, G.K. (1967). Įvadas į skysčių dinamiką. Cambridge University Press.
  6. Landau, L.D .; Lifshitz, E.M. (1987). Skysčių mechanika Teorinės fizikos kursas (2 red.). Pergamon Press.