流速计算器
计算流体通过管道或通道的流量率。
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流动率综合指南
理解音量 流动率
流量流量率是流体动力学中一个基本概念,用来测量每个单位时间从某一地表流出流出量. 它是工程中最关键的参数之一,影响到从家用管道到工业流程和医疗器械的一切.
量子流速表示流体的体积会随着时间推移在系统的特定点上移动多少,而不论流体密度或质量如何.
流动率原则
流体系统中的流量率行为有两项主要原则:
- 质量保护:在无漏出或添加的连续流系统中,质量流速在整个系统中保持不变.
- 连续方程:对于不可压缩的流体,管子不同截面(Q = A1v1 = A2v2)的体积流速保持不变.
流量与速度
虽然相关,但流量率和速度是不同的概念:
- 流动率(Q):每个单位时间(立方米/秒)流出面积
- 速度(五):特定点上流体运动的速度和方向(m/s)
小管可以有高速度但流速较低,而大管可能有更低的速度但流速较高.
流动类型
拉米纳尔流
- 雷诺兹号< 2000
- 流体平滑有序移动
- 平行路径中的流体层幻灯片
- 常见于流动缓慢或高粘性液体
- 抛物线速度剖面
涡流
- 雷诺兹号 > 4000
- 缺氧、不规则液体流动
- 流体层之间的显著横向混合
- 常见于快流或低维相通液体
- 平板速度简介
雷诺兹数字
Reynolds数字(Re)是一个无维度参数,帮助预测流量是升降还是起伏:
地点:
- ^ = 流体密度(克/立方米)
- v=流体速度(米/秒)
- D = 特征线性尺寸(m)
- μ=活性粘度(Pa-s)
- =运动粘度(m2/s)
流动率计量的应用
工业
- 流程控制
- 供水
- 化学制造
- 石油和天然气生产
- 食品和饮料加工
医务
- 四. 液体运送
- 血流计量
- 呼吸监测
- 透析机
- 药物运载系统
环境
- 河道排放监测
- 废水处理
- 灌溉系统
- 天气预报
- 水文研究
流量测量技术
| 类型 | 原则 | 优点 | 限制 |
|---|---|---|---|
| 差异压力 | 措施压力下降跨越限制 | 简单、明了、没有移动部件 | 压力损失,平方根关系限制范围 |
| 积极流离失所 | 液体固定体积 | 精度高,与粘液相通 | 移动部件、降压、穿戴 |
| 速度 | 测定流量的流速 | 线性响应, 良好的可测性 | 可能需要具体的安装条件 |
| 电磁 | 根据法拉第的入门法则 | 没有移动部件,没有障碍,双向 | 只用导流体 |
| 超声波 | 用声波测量流量 | 无侵入性,无降压 | 对流动剖面、气泡、微粒敏感 |
影响流动率的因素
- 压力差异:高压差异一般产生更高的流量率
- 管道分数:流量率与跨部门面积成正比(QQA)
- 流体维相:在同样条件下,粘性更强的液体流动得更慢
- 管道长度:更长的管能产生更多的摩擦阻力,降低流量
- 管道粗糙度:粗糙的内地表面会增加摩擦并降低流量
- 弯曲和接力:每一额外部分都提出了当地损失
- 温度:影响流体粘度和密度,改变流动行为
高级流程概念
Bernoulli的原则
{% 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." %}
普瓦赛法
{% 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." %}
了解流量率原则对设计高效流体系统至关重要。 适当的流量率管理可显著地节省能源,降低维护成本并改进系统的可靠性。
流量率公式
体积流量速率是每单位时间通过给定地表的流出量.
地点:
- Q = 流量率(立方米/秒)
- A = 跨部门面积(平方米)
- v = 速度(米/秒)
如何计算
要计算流量率,请遵循这些步骤:
-
1测量或计算管道或通道的截面面积
-
2测量流体的速度
-
3以速度乘以面积得到流量
单位和改划
流动率的共同单位包括:
- m3/s(立方公尺每秒)
- 升/秒(升/秒)
- m3/h(立方厘米/小时)
- 升/分(每分钟升)
- 1 m³/s = 1000 L/s
- 1 m³/s = 3600 m³/h
- 1升/秒=60升/分钟
实例
实例1水管
计算出由直径为10厘米并速度为2米/秒的管道所流出的水速.
A = π × (0.1/2)² = 0.00785 m²
Q = A × v = 0.00785 × 2 = 0.0157 m³/s
实例2河道
一条河道的截面面积为50平米,流速为0.5米/秒. 计算流量率。
Q = A × v = 50 × 0.5 = 25 m³/s