Innehåll
- Formeln för ytlig hastighet
- Ytlig hastighet är en bekväm uppskattning
- Fluid Dynamics: Hastighet kontra Flow
- Provberäkning: Ytlig vätskehastighet
När du utformar ett system för att flytta vätskor runt - säg, en naturgasuttagningsrigg - är det viktigt att veta hur snabbt vätskan du arbetar med rinner genom rören. Ytbar flödeshastighet (aka ytlig vätskehastighet eller ytlig gashastighet) är ett sätt att uppskatta hastigheten med vilken a vätska (dvs. gas eller vätska) passerar genom ett föremål.
Att beräkna ytlig hastighet är relativt lätt när du vet formeln och de nödvändiga mätningarna. Läs vidare för att lära dig mer om antagandena som ligger till grund för ytlig hastighet och hur du själv kan beräkna det.
Formeln för ytlig hastighet
Ytbar gashastighet (aka ytlig flödeshastighet) är en uppskattning av hur snabbt en vätska passerar genom ett föremål (t.ex. ett rör) eller ett poröst medium (t.ex. grus). Det beräknas med följande formel:
u__s = Q / EN
Ytlig hastighet är en bekväm uppskattning
I den verkliga världen är de flesta flöden inte enhetliga - luften består av flera gaser med små fasta partiklar upphängda i den. Oljebrunnar extraherar vanligtvis en blandning av olja, vatten och naturgas samtidigt. Dessa vätskor som flyter samman, bestående av flera komponenter, kallas flerfasig strömmar.
Ytbar flödeshastighet ignorerar de andra faserna för att bara uppskatta hastigheten för den fas du är intresserad av.
Fluid Dynamics: Hastighet kontra Flow
Låt oss säga att du är en landskapsarkitekt i ett mycket regnigt område. Som sådant är det viktigt att alla trädgårdsbäddar du kan bygga har utmärkt dränering för att förhindra översvämningar. När du bygger en av dessa bäddar, vilket är viktigare för dig att veta: vattenets ytliga hastighet i marken eller vattenflödet genom marken? Det är flödeshastighet, som vi ser nedan.
De hastighet (eller ytlig hastighet) för en vätska är ett mått på medelhastighet och riktning vätskans partiklar rör sig. Det svarar på frågan "hur snabbt?" Det är en viktig parameter när en vätska används för att generera kraft, eftersom kraften ökar med hastigheten. Luften som kommer ut ur munstycket måste röra sig snabbt för att blåsa vatten från dina händer. Den totala mängden luft som lämnar maskinen över tid spelar ingen roll, vad gäller torkning.
Strömma (aka flödeshastighet) är en mätning av volymen hos en vätska som rör sig mellan två platser över tiden. Med andra ord, det svarar på frågan "hur mycket och hur snabbt?" Flödet är det du behöver veta när du är intresserad av hur många fat olja du kommer ut ur din borrigg varje dag. Eller hur mycket vatten som kan falla på din trädgård och hur snabbt utan att översvämma den.
Provberäkning: Ytlig vätskehastighet
En ingenjör designar en handtork, och hon vet att hon behöver luft för att lämna enheten med en hastighet av cirka 30 meter / sekund för att effektivt släppa vatten fritt från huden. Hennes nuvarande prototyp rör sig 0,4 kubikmeter / sekund luft genom ett munstycke med ett tvärsnittsarea på cirka 0,0002 kvadratmeter - kommer luften att lämna munstycket med tillräcklig hastighet?
us = _Q / EN
_Us = (15 m)3/ s) / 0,4 m2
u__s = 37,5 m / s
37,5 meter / sekund är snabbare än 30 meter / sekund, och det är i samma bollpark - det är en lovande prototyp!