Калькулятор расхода – определение объемного и массового расхода

Легко рассчитать объемный расход трубы (также известная как скорость разряда) с учетом его размеров и либо разницы давлений между его концами, либо скорости жидкости или газа, протекающих через него. Калькулятор расхода также может рассчитать массовый расход жидкости, зная ее плотность. Ввод и вывод поддерживают метрические и имперские единицы измерения.

Использование калькулятора расхода

Эта медитация калькулятор расхода трубы рассчитывает объемный расход (скорость разряда) газ или жидкость (жидкость), проходящие через круглую или прямоугольную трубу известных размеров. Если вещество является жидкостью и известна его объемная плотность, калькулятор также выводит массовый расход (для расчета для газов требуется дополнительная информация, и в настоящее время он не поддерживается).

In перепад давления В режиме калькулятор требует ввода давления перед трубой (или трубкой Вентури, соплом или отверстием), а также на ее конце, а также ее поперечного сечения, например, давления и диаметра для круглой трубы. Поддерживаемые единицы ввода включают паскали (Па), бары, атмосферы, фунты на квадратный дюйм (psi) и другие для давления и кг/м·с, Н·с/м2, Па·с и сП (сантипуаз) для динамической вязкости. .

In скорость потока В этом режиме необходимо знать скорость потока газа или жидкости (допускаются футы в секунду, метры в секунду, км/ч и т. д.), чтобы рассчитать скорость потока.

Выходные данные выводятся либо в имперских, либо в метрических единицах, в зависимости от вашего выбора. Некоторые из выходных единиц включают: м 3 /ч, м 3 /мин, м 3 /с, л/ч, л/мин, л/с, фут 3 /ч, фут 3 /мин, фут 3 /с, ярд. 3 /ч, ярд 3 /мин, ярд 3 /с, галлон в час, галлон в минуту. Выходные единицы для массового расхода включают: кг/ч, кг/мин, кг/с, тонны/ч, фунт/ч, фунт/мин, фунт/с, тонн/ч. Выходные показатели автоматически настраиваются для вашего удобства.

Формула расхода

Существует два основных подхода к расчету расхода Q, который эквивалентен разнице в объеме, деленной на разницу во времени (Δv / Δt). Первый — если мы знаем перепад давления (падение давления) между двумя точками, для которых мы хотим оценить расход. Второй – если мы знаем скорость жидкости. Оба описаны ниже.

Читайте также:
6 способов ухода за печью | Oconomowoc Советы по обслуживанию нагревателей своими руками | Контрольный список обслуживания и ухода Delafield HVAC | Hot Point Heating & Air Conditioning LLC Окономовок, Висконсин

Формула расхода через разность давлений

Расчет скорости потока с использованием давления выполняется с помощью уравнения Хагена-Пуазейля, которое описывает падение давления из-за вязкости жидкости [3] . Для расчета расхода по давлению используется следующая формула:

скорость потока от давления

В уравнении Пуазейля (p1 – п2) = Δp – перепад давления между концами трубы (перепад давления), μ – динамическая вязкость жидкости, L и R – длина и радиус рассматриваемого сегмента трубы, и π есть константа Pi ≈ 3.14159 с точностью до пятой значащей цифры.

Есть два основных требования для использования приведенной выше формулы:

  • Рассматриваемый поток должен быть ламинарным. Это можно установить по числу Рейнольдса. Как правило, сечение трубы не должно быть слишком широким или слишком коротким, иначе возникнут турбулентные потоки.
  • Жидкость должна быть несжимаемой. или примерно так. Хорошим примером несжимаемой жидкости является вода, как и любая гидравлическая жидкость. Минеральные масла, однако, в некоторой степени поддаются сжатию, поэтому остерегайтесь использовать формулу для таких случаев.

Примером применения является наличие манометров, измеряющих давление жидкости или газа в начале и в конце участка трубопровода, для которого необходимо рассчитать расход. График иллюстрирует общий случай, когда это применимо.

расход трубы

Следует отметить, что формула Пуазейля для расчета расхода трубы через давление не так хорошо работает для газов, где для точного расчета требуется дополнительная информация.

Формула расхода через скорость жидкости

Объемный расход потока жидкости или газа равен произведению скорости потока на площадь его поперечного сечения. Следовательно, формула для расхода (Q), также известный как «скорость нагнетания», выраженная через площадь проходного сечения (A) и его скорость (v) является так называемым уравнение разряда:

скорость потока

Полученное значение Q представляет собой объемный расход. В случае круглой трубы площадь поперечного сечения равна внутреннему диаметру, деленному на 2, умноженному на π, а в случае прямоугольной трубы площадь равна внутренней ширине, умноженной на внутреннюю высоту. Уравнение можно преобразовать простым способом, чтобы учесть площадь поперечного сечения или скорость.

Формула массового расхода

Массовый расход ṁ представляет собой поток массы m через поверхность в единицу времени t, поэтому формула для массового расхода с учетом объемного расхода имеет вид ṁ = Q * ρ где ρ (строчная греческая буква ро) — объемная плотность вещества. Это уравнение применимо к жидкостям, тогда как для газообразных веществ для выполнения расчетов требуется дополнительная информация.

Читайте также:
Красивые цвета, которые хорошо сочетаются с желтым в любом сценарии

Примеры расчетов

Пример 1: Круглая труба диаметром 25 мм, по ней течет вода со скоростью 10 м/с. Какой расход воды? Во-первых, мы вычисляем площадь поперечного сечения как (25/2)^2 · 3.1416 ~= 490.875 мм 2 по формуле площади круга. Мы можем преобразовать это в м 2 , разделив на 1,000,000 0.000490875 2 для более удобного результата, получив 0.000490875 м 2 . Используя приведенное выше уравнение скорости потока, мы заменяем значения для A и v и получаем Q = 10 м 0.00490875 · 3 м/с) = 3 м 3,600 /с. Чтобы преобразовать это в м 17.6715 /ч, нам нужно умножить на 3, чтобы получить расход XNUMX м XNUMX в час.

Если мы далее знаем, что плотность воды равна 1000 кг/м 3 , мы можем рассчитать массовый расход воды как 17.6715 м 3 /ч · 1000 кг/м 3 = 17671.5 кг/ч (= 17.6715 тонн в час, м 3 нейтрализует вне).

Пример 2: Прямоугольная труба имеет высоту 2 см и ширину 4 см, по ней движется газ со скоростью 15 м/с. Какой расход у этой трубы? Во-первых, мы находим площадь поперечного сечения по формуле площади прямоугольника, которая просто 2 · 4 = 8 см 2 или 0.0008 м 2 . Чтобы найти скорость потока Q, мы умножаем 0.0008 на 15, чтобы получить 0.012 кубических метра в секунду. Чтобы получить литры в секунду, нам просто нужно умножить на 1,000, чтобы получить 12 л/с. Если бы мы хотели получить литры в час, мы могли бы еще умножить на 3600, чтобы получить 43,200 XNUMX литров в час.

Наш калькулятор особенно полезен, если единицы ввода для расчета отличаются от желаемых единиц вывода, и в этом случае он выполнит эти преобразования единиц за вас.

Рекомендации

[1] Специальная публикация NIST 330 (2008 г.) – «Международная система единиц (СИ)», под редакцией Барри Н. Тейлора и Амблера Томпсона, с. 52

[2] «Международная система единиц» (СИ) (2006 г., 8-е изд.). Бюро международных сделок и мер стр. 142–143. ISBN 92-822-2213-6

[3] Пфицнер, Дж. (1976) «Пуазей и его закон» Анестезия 31(2): 273–275, DOI: 10.1111/j.1365-2044.1976.tb11804.x

Читайте также:
4.4 куб. футов Двухдверный квартирный холодильник (LCT43D6ASE) - Hisense USA

Калькулятор расхода

Хотите верьте, хотите нет, но наш калькулятор расхода полезен не только в гидромеханике, но и в повседневных задачах. Это не только поможет вам, если вы хотите найти скорость потока садового шланга или насадки для душа, но и если вам интересно, сколько крови перекачивает ваше сердце каждую минуту (то, что мы встретили на калькуляторе сердечного выброса). Он также может служить простым калькулятор скорости трубы.

Для полного понимания темы ниже вы можете найти раздел, поясняющий, что такое расход, а также абзац, помогающий понять, как рассчитать расход. Будьте осторожны, так как сам термин «скорость потока» может быть неоднозначным! К счастью для вас, мы внедрили две формулы скорости потока, так что вы застрахованы в обоих случаях. Это означает, что наш инструмент может служить как калькулятор объемного расхода (т. е. мы можем использовать его для расчета галлонов в минуту) и калькулятор массового расхода.

Что такое скорость потока? Объемный и массовый расход

Когда мы говорим о скорости потока, вы, скорее всего, представляете понятие объемный расход (также известный как расход жидкости, объемный расход или объемная скорость). Объемный расход можно определить как объем данной жидкости, который проходит через данную площадь поперечного сечения в единицу времени. Обычно обозначается символом QQQ (иногда V ˙ точка V ˙ — VVV с точкой)

Другое родственное понятие массовый расход, иногда называемый массовым потоком или массовым током. На этот раз дело не в громкости, а в масса вещества который проходит через заданную площадь поперечного сечения в единицу времени. Это необходимая мера при очистке воды на очистных сооружениях.

Обозначим его точкой над символом mmm :

Массовый расход обычно используется, среди прочего, в характеристиках вентиляторов и турбин.

Как рассчитать расход? Формулы расхода

Формула массового расхода:

Формула объемного расхода может быть записана в альтернативной (читай: более удобной) форме. Сначала вы можете рассчитать объем части жидкости в канале как:

где А — площадь поперечного сечения жидкости, а lll — ширина данного участка жидкости. Если наша труба круглая, это просто формула для расчета объема цилиндра. Подставляя приведенную выше формулу в уравнение из определения расхода, получаем:

Читайте также:
Обзор химикатов для консервации древесины | Агентство по охране окружающей среды США

Большинство труб имеют цилиндрическую форму, поэтому формула для объемного расхода будет выглядеть следующим образом:

Уравнение можно изменить, чтобы найти формулу для скорости трубы.

Для того, чтобы найти формула массового расхода, нам нужно сначала напомнить себе определение плотности:

Поскольку массовый расход – это масса вещества, проходящего в единицу времени, формулу можно записать в виде:

Последнее равенство наиболее точное:

точка = rhocdot Acdot v

Как пользоваться калькулятором расхода

Теперь, когда вы знаете, что такое расход, давайте проверим его на простом примере:

Во-первых, выберите фигуру из выпадающего списка. В этом примере мы хотели бы знать расход воды в круглой трубе, поэтому мы выберем круглую (полную) опцию.

Введите измерения, необходимые для вычисления площади поперечного сечения. Если поперечное сечение представляет собой круг или квадрат/прямоугольник, вы найдете эту опцию в списке. В любом другом случае вы можете ввести значение площади непосредственно в калькулятор (вы можете использовать наш всеобъемлющий калькулятор площади, чтобы помочь вам). Выберем трубу с внутренним диаметром 3 дюйма 3 метра 3 дюйма .

Введите среднюю скорость потока. Возьмем 10 фут/с 10 матрм 10 фут/с.

И вот, первая часть расчетов выполнена: инструмент заработал как объемный расход калькулятор. Мы выяснили, что объемный расход составляет 0.4909 фут 3 /с 0.4909 матрм 0.4909 фут 3 /с . Помните, что вы всегда можете изменить единицы измерения, поэтому не беспокойтесь, если вам нужно работать с галлонами в минуту или литрами в час.

Если вы знаете плотность, вы также можете рассчитать массовый расход; просто введите плотность потока материала. В нашем примере вода имеет расход приблизительно 998 кг/м 3 , 998 мАч 998 кг/м 3 (плотность воды при 68°F 68 мАТрм 68°F, или 20°С 20 мАТРМ 20°С). Однако, если вы хотите быть очень точным, воспользуйтесь нашим калькулятором плотности воды, так как плотность меняется в зависимости от температуры, солености и давления.

Инструмент отображал массовый расход 30.58 фунтов/с 30.58 матрм 30.58 фунтов/с. Большой!

Не забывайте, что наши инструменты гибкие, поэтому вы можете использовать этот калькулятор как калькулятор скорости трубы. Вы можете, например, определить скорость потока воды из вашего крана, учитывая диаметр (например, 0.5 дюйма 0.5 метра 0.5 дюйма) и расход кухонного крана (обычный диапазон составляет 1 1 1 галлон – 2.2 2.2 2.2 галлона в минуту). , в зависимости от типа аэратора). Кстати, вы видели наш калькулятор водопроводной воды, который показывает вашу экономию, если вы перейдете с бутилированной воды на водопроводную?

Читайте также:
Искусственное дерево против настоящих деревянных жалюзи — что лучше?

Что такое скорость потока?

Скорость потока количество, которое выражает, сколько вещества проходит через площадь поперечного сечения за определенное время. Количество жидкости обычно определяется количественно с использованием ее объема или массы, в зависимости от применения.

Как найти массовый расход по объемному расходу?

Чтобы найти массовый расход, нужно умножить объемный расход на плотность вещества. Это соотношение легче запомнить, если вспомнить, что плотность — это частное массы и объема.

Как рассчитать скорость кровотока?

Чтобы рассчитать скорость кровотока через кровеносный сосуд:

  1. Разделите диаметр судна на 2, чтобы получить radius.
  2. Найдите циркуляр площадь поперечного сечения используя A = π × r² .
  3. Определить (среднее) скорость крови в сосуде.
  4. Умножьте площадь на скорость, чтобы получить объемная скорость кровотока.

Что означает максимальная скорость потока?

Максимальная скорость потока говорит вам верхний предел того, сколько жидкости может пройти через объект в течение определенного интервала времени. Например, чем больше он у крана, тем быстрее можно наполнить ванну.

Как рассчитать скорость жидкости по расходу?

Чтобы определить скорость жидкости по объемному расходу, необходимо разделить на площадь поперечного сечения вещества.

Для массового расхода выполните дополнительное деление на плотность жидкости.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: