Πώς να υπολογίσετε την επιφανειακή ταχύτητα αερίου

Posted on
Συγγραφέας: Judy Howell
Ημερομηνία Δημιουργίας: 25 Ιούλιος 2021
Ημερομηνία Ενημέρωσης: 17 Νοέμβριος 2024
Anonim
ΦΥΣΙΚΗ Β’ ΛΥΚΕΙΟΥ, Γωνιακή Ταχύτητα
Βίντεο: ΦΥΣΙΚΗ Β’ ΛΥΚΕΙΟΥ, Γωνιακή Ταχύτητα

Περιεχόμενο

Όταν σχεδιάζετε ένα σύστημα για να μεταφέρετε τα υγρά γύρω - ας πούμε, μια εξόρυξη φυσικού αερίου - είναι σημαντικό να γνωρίζετε πόσο γρήγορα το ρευστό με το οποίο δουλεύετε ρέει μέσα από τους σωλήνες. Επιφανειακή ταχύτητα ροής (γνωστός και ως επιφανειακή ταχύτητα υγρού ή επιφανειακή ταχύτητα αερίου) είναι ένας τρόπος εκτίμησης της ταχύτητας με την οποία a υγρό (δηλαδή αέριο ή υγρό) διέρχεται από ένα αντικείμενο.

Ο υπολογισμός της επιφανειακής ταχύτητας είναι σχετικά εύκολος όταν γνωρίζετε τον τύπο και τις απαιτούμενες μετρήσεις. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις υποθέσεις που υποστηρίζουν την επιφανειακή ταχύτητα και πώς να το υπολογίζετε μόνοι σας.


Ο τύπος επιφανειακής ταχύτητας

Η επιφανειακή ταχύτητα αερίου (γνωστή και ως επιφανειακή ταχύτητα ροής) είναι μια εκτίμηση για το πόσο γρήγορα διοχετεύεται ένα υγρό μέσω ενός αντικειμένου (π.χ. ενός σωλήνα) ή ενός πορώδους μέσου (π.χ. χαλίκι). Υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:

u__μικρό = Q / ΕΝΑ

Η επιφανειακή ταχύτητα είναι μια βολική εκτίμηση

Στον πραγματικό κόσμο, οι περισσότερες ροές δεν είναι ομοιόμορφες - ο αέρας αποτελείται από πολλαπλά αέρια με μικροσκοπικά στερεά σωματίδια αναρτημένα σε αυτό. Τα πετρελαιοπηγές συνήθως εκχυλίζουν μείγμα ελαίου, νερού και φυσικού αερίου ταυτόχρονα. Αυτά τα υγρά που ρέουν μαζί, αποτελούμενα από διάφορα συστατικά, ονομάζονται πολυφασική ροές.

Η επιφανειακή ταχύτητα ροής αγνοεί τις άλλες φάσεις για να υπολογίσει μόνο την ταχύτητα της φάσης που σας ενδιαφέρει.

Δυναμική ρευστού: ταχύτητα έναντι ροής

Ας πούμε ότι είστε ένας τοπιογράφος σε μια πολύ βροχερή περιοχή. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό ότι κάθε κρεβάτια κήπου που μπορεί να χτίσετε έχουν εξαιρετική αποστράγγιση για την πρόληψη των πλημμυρών. Όταν κτίζετε ένα από αυτά τα κρεβάτια, το οποίο είναι πιο σημαντικό για να γνωρίζετε: την επιφανειακή ταχύτητα του νερού στο έδαφος ή την ταχύτητα ροής του νερού μέσω του εδάφους; Είναι ο ρυθμός ροής, όπως θα δούμε παρακάτω.


ο ταχύτηταεπιφανειακή ταχύτητα) ενός υγρού είναι ένα μέτρο του μέση ταχύτητα και κατεύθυνση τα σωματίδια του υγρού κινούνται. Απαντά την ερώτηση "πόσο γρήγορα;" Είναι μια σημαντική παράμετρος όταν χρησιμοποιείται ένα ρευστό για τη δημιουργία δύναμης, επειδή η δύναμη αυξάνεται με ταχύτητα. Ο αέρας που εξέρχεται από το ακροφύσιο πρέπει να κινείται γρήγορα για να εκραγεί νερό από τα χέρια σας. Η συνολική ποσότητα αέρα που εξέρχεται από το μηχάνημα με την πάροδο του χρόνου δεν έχει σημασία, όσον αφορά την ξήρανση.

Ροή (γνωστός και ως ρυθμός ροής) είναι μια μέτρηση του όγκου ενός υγρού που κινείται μεταξύ δύο θέσεων με την πάροδο του χρόνου. Με άλλα λόγια, απαντά στην ερώτηση «Πόσο και πόσο γρήγορα;» Η ροή είναι αυτό που πρέπει να ξέρετε όταν ενδιαφέρεστε για το πόσα βαρέλια πετρελαίου εξάγετε κάθε μέρα από την εξέδρα γεώτρησης. Ή πόσο νερό μπορεί να πέσει στον κήπο σας και πόσο γρήγορα χωρίς να το πλημμυρίσει.


Υπολογισμός δείγματος: Επιφανειακή ταχύτητα ρευστού

Ένας μηχανικός σχεδιάζει ένα στεγνωτήριο χεριών και ξέρει ότι χρειάζεται αέρα για έξοδο από τη συσκευή με ταχύτητα περίπου 30 μέτρων / δευτερόλεπτο για να χτυπήσει αποτελεσματικά το νερό χωρίς το δέρμα. Το σημερινό πρωτότυπο κινείται με 0,4 κυβικά μέτρα / δευτερόλεπτο αέρα μέσω ακροφυσίου με επιφάνεια διατομής περίπου 0,0002 τετραγωνικών μέτρων - ο αέρας θα βγει από το ακροφύσιο με αρκετή ταχύτητα;
uμικρό = _Q / ΕΝΑ
_u
μικρό
= (15 m3/ s) / 0,4 m2
u__μικρό
= 37,5 m / s

Τα 37,5 μέτρα / δευτερόλεπτο είναι ταχύτερα από 30 μέτρα / δευτερόλεπτο, και είναι στο ίδιο πάρκο - είναι ένα ελπιδοφόρο πρωτότυπο!