प्रवाह दर कैलकुलेटर
एक पाइप या चैनल के माध्यम से तरल पदार्थ की मात्रात्मक प्रवाह दर की गणना करें।
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प्रवाह दर के लिए व्यापक गाइड
वॉल्यूमट्रिक को समझना प्रवाह दर
वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर तरल गतिशीलता में एक मूलभूत अवधारणा है जो प्रति यूनिट समय एक निर्धारित सतह से गुजरने वाले तरल पदार्थ की मात्रा को मापती है। यह इंजीनियरिंग में सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है, जो घरेलू पाइपलाइन से लेकर औद्योगिक प्रक्रियाओं और चिकित्सा उपकरणों तक सब कुछ प्रभावित करता है।
वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर का प्रतिनिधित्व करता है कि तरल पदार्थ के घनत्व या द्रव्यमान की परवाह किए बिना, समय के साथ एक प्रणाली में एक विशिष्ट बिंदु के माध्यम से तरल पदार्थ की कितनी मात्रा चलती है।
प्रवाह दर के सिद्धांत
दो प्राथमिक सिद्धांत द्रव प्रणालियों में प्रवाह दर व्यवहार को नियंत्रित करते हैं:
- जन संरक्षण:रिसाव या परिवर्धन के बिना एक सतत प्रवाह प्रणाली में, मास प्रवाह दर पूरे सिस्टम में स्थिर रहती है।
- निरंतरता समीकरण:असंगत तरल पदार्थ के लिए, वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर एक पाइप के विभिन्न क्रॉस-सेक्शन (Q = A1v1 = A2v2) में स्थिर रहती है।
प्रवाह दर बनाम वेग
हालांकि संबंधित, प्रवाह दर और वेग अलग अवधारणाएं हैं:
- प्रवाह दर (Q):प्रति यूनिट समय (एम 3 / एस) क्षेत्र के माध्यम से गुजरने वाले तरल पदार्थ की मात्रा
- स्थान (v):एक विशिष्ट बिंदु (m/s) पर द्रव आंदोलन की गति और दिशा
एक छोटे पाइप में उच्च वेग लेकिन कम प्रवाह दर हो सकती है, जबकि एक बड़े पाइप में कम वेग लेकिन उच्च प्रवाह दर हो सकती है।
प्रवाह के प्रकार
लैमिनार फ्लो
- रेनॉल्ड्स संख्या< 2000
- चिकना, व्यवस्थित तरल आंदोलन
- द्रव परतों समानांतर पथ में स्लाइड
- धीमी प्रवाह या अत्यधिक चिपचिपा तरल पदार्थ में आम
- पैराबोलिक वेग प्रोफाइल
Turbulent प्रवाह
- रेनॉल्ड्स संख्या > 4000
- Chaotic, अनियमित तरल आंदोलन
- तरल परतों के बीच महत्वपूर्ण पार्श्व मिश्रण
- तेजी से प्रवाह या कम चिपचिपापन तरल पदार्थ में आम
- Flatter वेग प्रोफाइल
रेनॉल्ड्स संख्या
Reynolds संख्या (Re) एक आयामी पैरामीटर है जो भविष्यवाणी करने में मदद करता है कि क्या प्रवाह लैमिनार या अशांत होगा:
कहां:
- ρ = द्रव घनत्व (kg / m3)
- v = द्रव वेग (m/s)
- D = विशेषता रैखिक आयाम (m)
- μ = गतिशील चिपचिपाहट (Pa·s)
- A = kinematic चिपचिपाहट (m2/s)
प्रवाह दर मापन के अनुप्रयोग
औद्योगिक
- प्रक्रिया नियंत्रण
- जल वितरण
- रासायनिक विनिर्माण
- तेल और गैस उत्पादन
- खाद्य और पेय प्रसंस्करण
चिकित्सा
- IV द्रव वितरण
- रक्त प्रवाह माप
- श्वसन निगरानी
- डायलिसिस मशीन
- औषधि वितरण प्रणाली
पर्यावरण
- नदी निर्वहन निगरानी
- अपशिष्ट जल उपचार
- सिंचाई प्रणाली
- मौसम पूर्वानुमान
- हाइड्रोलॉजिकल अध्ययन
फ्लो मापन टेक्नोलॉजी
| प्रकार | सिद्धांत | लाभ | सीमा |
|---|---|---|---|
| विभेदक दबाव | एक प्रतिबंध में दबाव ड्रॉप उपाय | सरल, अच्छी तरह से अंडरस्टोड, कोई चलती भागों | दबाव हानि, वर्ग रूट संबंध सीमा |
| सकारात्मक विस्थापन | तरल पदार्थ की निश्चित मात्रा पर कब्जा | उच्च सटीकता, चिपचिपा तरल पदार्थ के साथ काम करता है | चलती भागों, दबाव ड्रॉप, समय के साथ पहनने |
| वेग | प्रवाह को निर्धारित करने के लिए तरल वेग को मापें | रैखिक प्रतिक्रिया, अच्छी सीमा | मई को विशिष्ट स्थापना की स्थिति की आवश्यकता हो सकती है |
| विद्युत | Faraday's law of induction | कोई चलती भागों, कोई बाधा नहीं, द्वि-दिशात्मक | केवल प्रवाहकीय तरल पदार्थ के साथ काम करता है |
| अल्ट्रासोनिक | प्रवाह को मापने के लिए ध्वनि तरंगों का उपयोग करता है | गैर इनवेसिव, कोई दबाव ड्रॉप | प्रवाह प्रोफ़ाइल, बुलबुले, कणों के प्रति संवेदनशील |
फ्लो दर को प्रभावित करने वाले कारक
- दबाव अंतर:उच्च दबाव अंतर आम तौर पर अधिक प्रवाह दर का उत्पादन करते हैं
- पाइप व्यास:प्रवाह दर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र (Q A) के बराबर है।
- द्रव Viscosity:अधिक चिपचिपा तरल पदार्थ समान परिस्थितियों में धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं
- पाइप की लंबाई:लंबे पाइप अधिक घर्षण प्रतिरोध बनाते हैं, प्रवाह दर को कम करते हैं
- पाइप कठोरता:रफ आंतरिक सतहें घर्षण को बढ़ाती हैं, प्रवाह दर को कम करती हैं
- झुकना और फिटिंग:प्रत्येक अतिरिक्त घटक स्थानीय नुकसान का परिचय देता है
- तापमान:द्रव चिपचिपाहट और घनत्व को प्रभावित करता है, प्रवाह व्यवहार को बदलने
उन्नत प्रवाह अवधारणा
बर्नौली सिद्धांत
{% trans "In a fluid flow, an increase in velocity occurs simultaneously with a decrease in pressure or potential energy. This principle explains why fluid velocity increases as it flows through a constriction." %}
Poiseuille कानून
{% trans "For laminar flow, the flow rate is proportional to the pressure gradient and the fourth power of the pipe radius: Q = (πΔPr⁴)/(8μL) This shows why small changes in pipe diameter have dramatic effects on flow rate." %}
कुशल द्रव प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए प्रवाह दर सिद्धांतों को समझना आवश्यक है। उचित प्रवाह दर प्रबंधन महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत, कम रखरखाव लागत और बेहतर प्रणाली विश्वसनीयता का कारण बन सकता है।
फ्लो रेट फ़ॉर्मूला
वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर तरल पदार्थ की मात्रा है जो प्रति यूनिट समय निर्धारित सतह से गुजरती है।
कहां:
- Q = Volumetric प्रवाह दर (m3/s)
- A = क्रॉस-सेक्शनल एरिया (m2)
- v = Velocity (m/s)
कैसे गणना करें
प्रवाह दर की गणना करने के लिए, इन चरणों का पालन करें:
-
1पाइप या चैनल के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को मापें या गणना करें
-
2तरल पदार्थ के वेग को मापें
-
3प्रवाह दर प्राप्त करने के लिए वेग द्वारा क्षेत्र को गुणा करना
इकाइयों और रूपांतरण
प्रवाह दर के लिए आम इकाइयों में शामिल हैं:
- m3 / s (प्रति सेकंड घन मीटर)
- L/s (प्रति सेकंड लीटर)
- m3 / h (प्रति घंटे घन मीटर)
- एल / मिनट (प्रति मिनट लीटर)
- 1 m³/s = 1000 L/s
- 1 m³/s = 3600 m³/h
- 1 L/s = 60 L/min
व्यावहारिक उदाहरण
उदाहरण 1पानी पाइप
10 सेमी व्यास और 2 मीटर / एस के वेग के साथ एक पाइप के माध्यम से पानी की प्रवाह दर की गणना करें।
A = π × (0.1/2)² = 0.00785 m²
Q = A × v = 0.00785 × 2 = 0.0157 m³/s
उदाहरण 2नदी चैनल
एक नदी चैनल में 50 m2 का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र और 0.5 m/s का प्रवाह वेग है। प्रवाह दर की गणना करें।
Q = A × v = 50 × 0.5 = 25 m³/s