Inhalt
- Die oberflächliche Geschwindigkeitsformel
- Oberflächliche Geschwindigkeit ist eine bequeme Schätzung
- Fluiddynamik: Geschwindigkeit versus Strömung
- Beispielberechnung: Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit
Wenn Sie ein System zum Transportieren von Flüssigkeiten entwickeln, beispielsweise eine Erdgasförderanlage, müssen Sie unbedingt wissen, wie schnell die Flüssigkeit, mit der Sie arbeiten, durch die Rohre fließt. Oberflächliche Strömungsgeschwindigkeit (aka Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit oder oberflächliche Gasgeschwindigkeit) ist eine Methode zur Schätzung der Geschwindigkeit, mit der a Flüssigkeit (d. h. Gas oder Flüssigkeit) durch ein Objekt.
Die Berechnung der Oberflächengeschwindigkeit ist relativ einfach, wenn Sie die Formel und die erforderlichen Messungen kennen. Lesen Sie weiter, um mehr über die Annahmen zu erfahren, die der Oberflächengeschwindigkeit zugrunde liegen, und wie Sie sie selbst berechnen können.
Die oberflächliche Geschwindigkeitsformel
Die Oberflächengasgeschwindigkeit (auch als Oberflächenströmungsgeschwindigkeit bezeichnet) ist eine Schätzung, wie schnell ein Fluid durch ein Objekt (z. B. ein Rohr) oder ein poröses Medium (z. B. Kies) strömt. Es wird nach folgender Formel berechnet:
u__s = Q. / EIN
Oberflächliche Geschwindigkeit ist eine bequeme Schätzung
In der Realität sind die meisten Strömungen nicht gleichmäßig - Luft besteht aus mehreren Gasen, in denen winzige Feststoffpartikel suspendiert sind. Ölquellen fördern in der Regel eine Mischung aus Öl, Wasser und Erdgas auf einmal. Diese zusammenfließenden Flüssigkeiten, die aus mehreren Komponenten bestehen, werden als. Bezeichnet mehrphasig fließt.
Die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit ignoriert die anderen Phasen, um nur die Geschwindigkeit der Phase zu schätzen, an der Sie interessiert sind.
Fluiddynamik: Geschwindigkeit versus Strömung
Nehmen wir an, Sie sind Landschaftsgestalter in einer sehr regnerischen Gegend. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass alle Gartenbeete, die Sie bauen, über eine hervorragende Drainage verfügen, um Überschwemmungen zu vermeiden. Wenn Sie eines dieser Betten bauen, ist es für Sie wichtiger zu wissen, ob die Oberflächengeschwindigkeit des Wassers im Boden oder die Fließgeschwindigkeit des Wassers durch den Boden? Es ist die Durchflussrate, wie wir unten sehen werden.
Das Geschwindigkeit (oder Oberflächengeschwindigkeit) einer Flüssigkeit ist ein Maß für die durchschnittliche Geschwindigkeit und Richtung Die Partikel der Flüssigkeit bewegen sich. Es beantwortet die Frage "Wie schnell?". Es ist ein wichtiger Parameter, wenn eine Flüssigkeit zur Erzeugung von Kraft verwendet wird, da die Kraft mit der Geschwindigkeit zunimmt. Die Luft, die aus der Düse austritt, muss sich schnell bewegen, um Wasser von Ihren Händen zu blasen. Die Gesamtmenge an Luft, die im Laufe der Zeit aus der Maschine austritt, spielt für das Trocknen keine Rolle.
Fließen (aka Fließrate) ist eine Messung des Volumens einer Flüssigkeit, die sich über die Zeit zwischen zwei Orten bewegt. Mit anderen Worten, es beantwortet die Frage: "Wie viel und wie schnell?" Der Durchfluss ist das, was Sie wissen müssen, wenn Sie daran interessiert sind, wie viele Barrel Öl Sie täglich aus Ihrem Bohrgerät holen. Oder wie viel Wasser auf Ihren Garten fallen kann und wie schnell, ohne ihn zu überfluten.
Beispielberechnung: Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit
Eine Ingenieurin entwirft einen Händetrockner und weiß, dass sie Luft benötigt, um das Gerät mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Metern pro Sekunde zu verlassen und effektiv Wasser von der Haut zu entfernen. Ihr aktueller Prototyp bewegt 0,4 Kubikmeter / Sekunde Luft durch eine Düse mit einer Querschnittsfläche von etwa 0,0002 Quadratmetern - verlässt die Luft die Düse mit ausreichender Geschwindigkeit?
us = _Q / EIN
_us = (15 m3/ s) / 0,4 m2
u__s = 37,5 m / s
37,5 Meter / Sekunde sind schneller als 30 Meter / Sekunde und es befindet sich im selben Stadion - es ist ein vielversprechender Prototyp!