“Jak vypočítat objemový průtok kapaliny?” je jednou z nejčastěji kladených otázek v chemickém průmyslu týkající se hladkého, bezpečného a ekonomického provádění procesu.
Pohyb tekutin potrubím ve strojírenství má velký význam, zejména pro zajištění správného poměru různých chemikálií, které mají reagovat. Důležitou roli hraje výpočet objemového toku z různých objektů.
Objemový průtok je objem tekutiny protékající potrubím, kanálem, kanálem nebo jinou strukturou podobného typu za jednotku času.
Objemový průtok, Q nebo V=Av
Kde A = plocha průřezu průřezu v m2
A v = průměrná rychlost tekutiny na průřezu v m/s.
Jednotka Objemový průtok m 3 /s (kub.m/s), m 3 /h (metr krychlový/hod), l/s (litr/sekunda), l/min. (litr/minuta), ml/s (mililitr/sekunda) atd.
V případě velmi malého průtoku (například kapaliny uvnitř injekční stříkačky) se dává přednost ml/s a pro velmi velký objemový průtok (například průtok vody v řece) se vyjadřuje v m3 /H.
Jak vypočítat objemový průtok podle objemu a času?
Objemový průtok je obecný pojem spojený s měřením průtoku, zejména v případě kapalin a plynů.
Pro výpočet objemového průtoku tekutiny pomocí množství tekutiny procházející průchodem (v metrech krychlových) za časové období (v sekundách), můžeme použít následující vzorec:
Objemový průtok, Q=V/t
Objemový průtok kapalina (plyn a kapalina) je objem kapaliny procházející daným bodem za daný časový úsek. Jednotky měření: litr za minutu, kubický centimetr za minutu atd. d. Označené Q nebo
Zde objem kapaliny = Ad
A je plocha průřezu potrubí v m. 2 d je vzdálenost, kterou kapalina urazí vm.
Q= Objemový průtok m3/s nebo l/s.
V=Objem kapaliny v litrech nebo metrech krychlových
= Průměrná rychlost proudění v m/s
Zde uvažujeme průměrnou hodnotu rychlosti, protože v důsledku třecí síly je rychlost na stěně trubky menší než ve střední části.
A = plocha průřezu, kterou zabírá pohybující se tekutina, m2
Jak zjistit objemový průtok s tlakem?
Aby se tekutina pohybovala potrubím, musí existovat tlakový rozdíl mezi dvěma konci potrubí, který se nazývá tlakový gradient.
Hagen-Poiseuilleova rovnice udává vztah mezi poklesem tlaku a rychlostí proudění tekutiny dlouhou válcovitou trubkou. Rovnice je aplikována na laminární proudění nestlačitelné tekutiny proudící potrubím konstantního průřezu.
Pokud vezmeme v úvahu dva body v dráze proudění a podíváme se na tlak, velký rozdíl tlaků má za následek vyšší hmotnostní průtok a naopak.
Pohyb kapaliny potrubím nastává v důsledku tlakového rozdílu; kapalina se pohybuje z bodu vysokého tlaku do bodu nízkého tlaku.
Vzorec Poiseuilleova zákona je dán výrazem
Kde Delta p je tlakový rozdíl mezi dvěma konci potrubí.
R – poloměr trubky,
A – průřez potrubí.
Pomocí rovnice (2) můžeme z tlakového gradientu určit objemový průtok.
Jedna běžná aplikace Hagen-Poiseuilleovy rovnice (nebo Hagen-Poiseuilleova zákona) je pozorována v toku kapaliny brčkem na pití. Zde je uvažován pokles tlaku v důsledku viskozity kapaliny.
V případě nestlačitelných tekutin, jako je voda, můžeme použít Bernoulliho rovnici ke zjištění vztahu mezi prouděním tekutiny a tlakem. Průtok nestlačitelné nevazké tekutiny se zde určuje z měření tlaku. Prouďte potrubím s různými průřezy
Matematicky lze Bernoulliho princip znázornit jako
ρ = hustota kapaliny
Jak zjistit objemový průtok bez rychlosti?
Objemový průtok je obecný pojem spojený s měřením průtoku, zejména v případě kapalin a plynů.
Rovnice pro stanovení objemového průtoku kapaliny bez znalosti její rychlosti je následující.:
Q=W/t
Kde Q = objemový průtok m 3 /s
V = objem kapaliny protékající určitou plochou průřezu v m3
t = čas strávený kapalinou za sekundu Objemový průtok
Na výše uvedeném obrázku protéká kapalina potrubím, pokud V je objem kapaliny procházející jednotkovou plochou průřezu potrubí A během časového období „t“, pak je objemový průtok Q dán vztahem
Jak vypočítat objemový průtok vzduchu?
Jiné typy zařízení se používají k měření objemového průtoku kapaliny v závislosti na její přesnosti měření a její ceně na trhu.
Pro výpočet průtoku vzduchu můžeme použít následující vzorec:
Q = plocha průřezu x průměrná rychlost
Rychlost vzduchu, tj. vzdálenost, kterou vzduch urazí za jednotku času, je vyjádřena ve stopách za minutu a není stejná v každé části potrubí.
Rychlost vzduchu je nejnižší u stěn potrubí kvůli tření, s ohledem na to můžeme pro přesnější určení průměrné rychlosti použít průměrovací Pitotovu trubici, která má několik měřicích bodů.
Pokud známe velikost potrubí, můžeme snadno vypočítat plochu průřezu potrubí a vynásobením průměrnou rychlostí můžeme určit objemový průtok, obvykle v krychlových stopách za minutu.
- metrů
- Turbínové měřiče
- Membrány
- Venturi
- Vortexové měřiče
- Pitotovy trubice
- Rotometry
Jak vypočítat objemový průtok vody?
Množství vody protékající potrubím nebo potrubím za dané časové období, známé jako objemový průtok, lze vypočítat pomocí následující rovnice:
Q = plocha průřezu x průměrná rychlost
Zde uvažujeme průměrnou rychlost vody, protože rychlost vody není v celém potrubí stejná, rychlost je maximální ve středu potrubí a minimální v boční části.
Používají se různé typy průtokoměrů, z nichž většina se řídí Bernoulliho teorémem pro stanovení průtoku jako funkce tlaku. gradient mezi dvěma body průchodu tekutiny. Venturimetr; Obrazový kredit: wikipedie
Chcete-li se dozvědět více o objemovém průtoku (klikněte zde)
Problémy spojené s objemovým průtokem
Úloha 1: Voda protéká potrubím o vnitřním poloměru 10 cm s objemovým průtokem 0.50. m3/s. Vypočítejte rychlost vody v potrubí.
řešení: Poskytnuté údaje:
Poloměr trubky, r=10 cm=0.1m
Objemový průtok, Q=0.50 m 3 /s
Nyní plocha potrubí, A = πr 2 = 3.14 x 0.01 = 0.0314 m 2
Zde v je rychlost nebo rychlost vody v m/s.
Rychlost vody, v=Q/A=0.50/0.0314=15.92 m/s
Problem2: Na zahradní hadici o poloměru 0.150 cm je připevněna tryska o poloměru 0.700 cm Průtok hadicí a tryskou je 0.500 l/s. Určete rychlost vody (a) v hadici a (b) v trysce.
