Volumetrischer Durchfluss

Wir erklären, welcher volumetrische Fluss ist, wie man ihn berechnet und welche Faktoren, die ihn beeinflussen

Der volumetrische Fluss hängt von der Fläche des Querschnitts A und der Geschwindigkeit von Flüssigkeit V ab. Quelle: Mikerun, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

Was ist der volumetrische Fluss?

Er Volumetrischer Durchfluss Es ermöglicht die Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens, das einen Abschnitt des Kanals überschreitet und ein Geschwindigkeitsmaß bietet, mit dem sich die Flüssigkeit um denselben bewegt. Daher ist seine Maßnahme besonders interessant in Bereichen, die unter anderem in Industrie, Medizin, Konstruktion und Forschung sind.

Die Messung der Geschwindigkeit eines Fluids (entweder einer Flüssigkeit, eines Gas oder einer Mischung aus beiden) ist jedoch nicht so einfach, wie die Verschiebungsgeschwindigkeit eines festen Körpers zu messen kann. Daher kommt es vor, dass es notwendig ist, den Fluss zu kennen, um die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zu kennen.

Aus diesem und vielen anderen Themen im Zusammenhang mit Flüssigkeiten handelt der Zweig der Physik, der als Fluidmechanik bekannt ist. Der Fluss ist definiert als Fluid Ein Abschnitt eines Kanals durchläuft, es handelt sich bereits um eine Pipeline, eine Pipeline, einen Fluss, einen Kanal, einen Blutkreislauf usw., Berücksichtigung einer vorübergehenden Einheit.

Normalerweise wird das Volumen, das ein bestimmter Bereich in einer Zeiteinheit berechnet wird, auch als volumetrischer Strömung bezeichnet. Der Massen- oder Massenfluss, der einen zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmten Bereich überschreitet.

Wie wird der volumetrische Fluss berechnet??

Der volumetrische Fluss wird durch den Buchstaben Q dargestellt. In Fällen, in denen sich der Fluss senkrecht zum Fahrerabschnitt bewegt, wird er mit der folgenden Formel bestimmt:

Q = a = v / t

In dieser Formel A ist es der Fahrerabschnitt (es ist die Durchschnittsgeschwindigkeit, die die Flüssigkeit hat), V ist das Volumen und die T -Zeit. Da im internationalen System der Bereich oder Abschnitt des Fahrers in m gemessen wird² Und die Geschwindigkeit in m/s wird der Fluss m gemessen m³/S.

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In Fällen, in denen die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsverschiebung einen Winkel & thgr; mit der Richtung senkrecht zum Oberflächenabschnitt A erzeugt, ist der Ausdruck zur Bestimmung der Fluss wie folgt:

Q = a cos θ

Dies steht im Einklang mit der vorherigen Gleichung, da der Durchfluss senkrecht zur Bereich A, θ = 0 und daher cos θ = 1 ist.

Die obigen Gleichungen sind nur dann wahr, wenn die Flüssigkeitsgeschwindigkeit einheitlich ist und wenn der Abschnitt des Abschnitts flach ist. Andernfalls wird der volumetrische Fluss durch das folgende Integral berechnet:

Q = ∫∫_S V d s

In diesem integralen DS ist es der Oberflächenvektor, der durch den folgenden Ausdruck bestimmt wird:

Ds = n ds

Dort ist n der normale Einheitsvektor zur Oberfläche des Kanals und ds ein Differentialoberflächenelement.

Kontinuitätsgleichung

Ein Merkmal inkompressibler Flüssigkeiten ist, dass die Masse der Flüssigkeit mittels zwei Abschnitte erhalten bleibt. Aus diesem Grund wird die Kontinuitätsgleichung erfüllt, die die folgende Beziehung herstellt:

ρ₁ ZU₁ V₁ = ρ₂ ZU₂ V₂

In dieser Gleichung ist ρ die Dichte der Flüssigkeit.

Für Fälle von Regimen im permanenten Fluss, in denen die Dichte konstant ist, und daher erfüllt es, dass ρ₁ = ρ₂, Es wird auf den folgenden Ausdruck reduziert:

ZU₁ V₁ = A₂ V₂

Dies entspricht der Bestätigung, dass der Fluss erhalten bleibt und daher:

Q₁ = Q₂.

Aus der Beobachtung der oben genannten Beobachtungen beschleunigen sich die Flüssigkeiten, wenn sie einen engeren Abschnitt eines Kanals erreichen, während sie ihre Geschwindigkeit reduzieren. Diese Tatsache hat interessante praktische Anwendungen, da sie es ermöglicht, mit der Geschwindigkeit der Verschiebung einer Flüssigkeit zu spielen.

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Bernoulli -Prinzip

Das Bernoulli -Prinzip stellt fest.

Letztendlich ist das Bernoulli -Prinzip nichts anderes als die Formulierung des Energieeinsparungsgesetzes für den Flüssigkeitsfluss. Somit kann die Bernoulli -Gleichung wie folgt formuliert werden:

H +v² / 2g+p/ ρg = konstant

In dieser Gleichung H ist die Höhe und G die Beschleunigung der Schwerkraft.

In der Bernoulli -Gleichung wird die Energie eines Fluids jederzeit berücksichtigt, die Energie bestehend aus drei Komponenten.

• Eine kinetische Komponente, die Energie umfasst, aufgrund der Geschwindigkeit, mit der sich die Flüssigkeit bewegt.
• Eine Komponente, die durch das Gravitationspotential erzeugt wird, als Folge der Höhe, in der sich die Flüssigkeit befindet.
• Eine Komponente der Flussenergie, die Energie, die eine Flüssigkeit aufgrund des Drucks hat.

In diesem Fall wird die Bernoulli -Gleichung wie folgt ausgedrückt:

H ρ g +(v² ρ)/2 + p = konstant

Logischerweise wird bei einer realen Flüssigkeit die Expression der Bernoulli -Gleichung nicht erfüllt, da es bei der Verschiebung der Flüssigkeit Reibungsverluste gibt und es notwendig ist, eine komplexere Gleichung zurückzusetzen.

Was beeinflusst den volumetrischen Fluss?

Der volumetrische Fluss wird betroffen, wenn im Kanal ein Verstopfung vorliegt.

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Darüber hinaus kann sich der volumetrische Durchfluss auch durch die Temperatur- und Druckvariationstemperatur und den Druck, für den er ist, ändern.

Einfache Methode zur Messung des volumetrischen Flusses

Eine wirklich einfache Methode zur Messung des volumetrischen Flusses besteht darin, einen Flüssigkeitsfluss innerhalb eines Messpanzers für einen bestimmten Zeitraum zu lassen.

Diese Methode ist im Allgemeinen nicht sehr praktisch, aber die Wahrheit ist, dass es extrem einfach und sehr veranschaulichend ist, die Bedeutung und Wichtigkeit des Kennens des Flusses einer Flüssigkeit zu verstehen.

Auf diese Weise darf die Flüssigkeit für einen bestimmten Zeitraum in einen Messpanzer fließen, das akkumulierte Volumen wird gemessen und das Ergebnis zwischen der verstrichenen Zeit geteilt.

Verweise

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