Indhold
- Den overfladiske hastighedsformel
- Overfladisk hastighed er en praktisk skøn
- Fluid Dynamics: Hastighed kontra flow
- Prøveberegning: Overfladisk væskehastighed
Når du designer et system til at bevæge væsker rundt - f.eks. En naturgasudvindingsrigg - er det vigtigt at vide, hvor hurtigt væsken du arbejder med strømmer gennem rørene. Overfladisk strømningshastighed (alias overfladisk væskehastighed eller overfladisk gashastighed) er en måde at estimere den hastighed, hvormed a væske (dvs. gas eller væske) passerer gennem et objekt.
Beregning af overfladisk hastighed er relativt let, når du kender formlen og de nødvendige målinger. Læs videre for at lære mere om antagelserne, der ligger til grund for overfladisk hastighed, og hvordan du selv beregner det.
Den overfladiske hastighedsformel
Overfladisk gashastighed (aka overfladisk strømningshastighed) er et skøn over, hvor hurtigt en væske passerer gennem en genstand (f.eks. Et rør) eller et porøst medium (f.eks. Grus). Det beregnes ved hjælp af følgende formel:
u__s = Q / EN
Overfladisk hastighed er en praktisk skøn
I den virkelige verden er de fleste strømme ikke ensartede - luft består af flere gasser med små faste partikler ophængt i den. Oliebrønde ekstraherer typisk en blanding af olie, vand og naturgas på én gang. Disse væsker, der flyder sammen, består af flere komponenter, kaldes multifase strømmer.
Overfladisk flowhastighed ignorerer de andre faser for kun at estimere hastigheden af den fase, du er interesseret i.
Fluid Dynamics: Hastighed kontra flow
Lad os sige, at du er en anlægsgartner i et meget regnfuldt område. Som sådan er det vigtigt, at alle havesenge, du måtte bygge, har fremragende dræning for at forhindre oversvømmelse. Når du bygger en af disse senge, hvilket er mere vigtigt for dig at vide: vandets overfladiske hastighed i jorden eller strømningshastigheden for vand gennem jorden? Det er flowhastighed, som vi ser nedenfor.
Det hastighed (eller overfladisk hastighed) af en væske er et mål for gennemsnitlig hastighed og retning væskens partikler bevæger sig. Det svarer på spørgsmålet “hvor hurtigt?” Det er en vigtig parameter, når en væske bruges til at generere kraft, fordi kraft øges med hastigheden. Luften, der kommer ud fra dysen, skal bevæge sig hurtigt for at sprænge vand fra dine hænder. Den samlede mængde luft, der forlader maskinen over tid, betyder faktisk ikke noget, hvad angår tørring.
Flyde (alias strømningshastighed) er en måling af volumenet af en væske, der bevæger sig mellem to steder over tid. Med andre ord svarer det på spørgsmålet "hvor meget og hvor hurtigt?" Flow er det, du har brug for at vide, når du er interesseret i, hvor mange tønder olie du kommer ud af din borerig hver dag. Eller hvor meget vand der kan falde på din have, og hvor hurtigt uden at oversvømme den.
Prøveberegning: Overfladisk væskehastighed
En ingeniør designer en håndtørrer, og hun ved, at hun har brug for luft for at forlade enheden med en hastighed på ca. 30 meter / sekund for effektivt at banke vand fri for hud. Hendes nuværende prototype bevæger sig 0,4 kubikmeter / sekund luft gennem en dyse med et tværsnitsareal på ca. 0,0002 kvadratmeter - vil luften forlade dysen med tilstrækkelig hastighed?
us = _Q / EN
_us = (15 m.)3/ s) / 0,4 m2
u__s = 37,5 m / s
37,5 meter / sekund er hurtigere end 30 meter / sekund, og det er i den samme ballpark - det er en lovende prototype!