رابطه دبی و سرعت سیال

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 738

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

رابطه دبی و سرعت سیال

پست توسط rohamjpl »

میزان جریان Q به صورت حجم V تعریف می شود که از یک نقطه زمان t عبور می کند ، یا Q = Vt که V حجم است و t زمان است. ... سرعت جریان و سرعت توسط Q = A¯v در جایی که A ناحیه مقطع جریان و v سرعت متوسط آن است ، مرتبط هستند.سرعت جریان در مکانیک سیالات چیست؟در فیزیک و مهندسی ، به ویژه پویایی سیال ، سرعت جریان حجمی (همچنین به عنوان جریان جریان حجم ، سرعت جریان سیال یا سرعت حجم شناخته می شود) حجم سیالی است که در واحد زمان عبور می کند. معمولاً با نماد Q (گاهی V̇) نشان داده می شود. واحد SI متر مکعب در ثانیه (m3 / s) است مثال .تعیین سرعت جریان سیال از داده های دبی حجمی تجربی
من یک پمپ دارم که آب را درون یک لوله پمپ می کند. هدف من یافتن سرعت جریان سیال در لوله دیگری است که به لوله اول متصل خواهد شد.
برای تعیین میزان جریان در لوله اول ، از ظرف 1000 میلی لیتر و کرونومتر استفاده کردم. من میانگین دبی حجمی را بدست آوردم ، بگذارید حدود 100 میلی لیتر در ثانیه باشد. از رابطه زیر برای جریان آرام به عنوان تقریب اولیه استفاده می کنم:
$V_1=\frac{Q_1}{S_1},$
که در آن V1 سرعت جریان (متر بر ثانیه) است ، Q1 سرعت جریان حجمی (متر مکعب در ثانیه) و S1 مساحت داخلی لوله اول (متر مربع) است.بگذارید شعاع داخلی لوله اول 4 میلی متر باشد ، بنابراین$S_1=\pi \cdot 0.004^2 \approx 5 \cdot 10^{-5}~\text{m}^2$ متر مربع است. بنابراین ، ما داریم
$V_1=\frac{100~ml/s}{5 \cdot 10^{-5}~\text{m}^2}=\frac{1 \cdot 10^{-4}~\text{m}^3/s}{5 \cdot 10^{-5}~\text{m}^2}=2~m/s.$
سپس لوله دوم را که قطر داخلی آن 6 میلی متر است ، به لوله اول (قطر داخلی 8 میلی متر) وصل می کنم. قطر خارجی لوله دوم با قطر داخلی لوله اول برابر است. من از پمپ استفاده می کنم ، بنابراین سرعت جریان Q1 و Q2 را برابر می دانم. از Q1 = Q2 من $V_1S_1=V_2S_2$دریافت می کنم ، و
$V_2=\frac{V_1S_1}{S_2}=\frac{2\cdot0.004^2}{0.003^2}\approx3.6~m/s.$
نتیجه به نظر می رسد نزدیک به چیزی است که من دیده ام ، اما من می خواهم شماره Reynolds را بدانم تا جریان آرام یا آشفته را تعیین کنم:$\textrm{Re}=\frac{\rho V_2 D_H}{\eta},$
جایی که ρ تراکم سیال است (کیلوگرم در متر مکعب) ، DH قطر هیدرولیکی لوله دوم است (متر ؛ ما اجازه می دهیم DH برابر قطر هندسی لوله D2 باشد) ، و η ویسکوزیته دینامیکی سیال است (N⋅s / مترمربع) در مورد ما ، ρ≈974 kg / m3 و $\eta\approx 422\cdot10^{-6}~N\cdot s/\text{m}^2$بنابراین
$\textrm{Re}\approx\frac{974 \cdot 3.6 \cdot 0.008}{422\cdot10^{-6}}\approx66500,$
که بیش از 2000 است ، بنابراین جریان متلاطم است ، و اولین تقریب سرعت جریان باید اصلاح شود.
اگر من داده های آزمایشی از میزان جریان حجمی در لوله اول داشته باشم ، پس چگونه می توانم سرعت جریان را در لوله دوم در مورد جریان آشفته پیدا کنم؟ در گفتار من ، آنها فقط از میزان جریان حجمی فقط در مورد جریان آرام استفاده می کنند. در برخی منابع ، از معادله Q1 = Q2 ($V_1S_1=V_2S_2$) برای جریانهای پمپاژ شده بدون نشان دادن نوع جریان (لایه ای یا آشفته) استفاده می شود. من کمی گیج شده ام.شروع از حفاظت از جرم:$\dot m_{1}=\dot m_{2}$
این انتقال به
$\rho_{1} S_{1} V_{1}=\rho_{2} S_{2} V_{2}$
با فرض جریان غیر قابل تراکم ، بنابراین ρ1 = ρ2
می دهد:
$S_{1} V_{1}= S_{2} V_{2}$
با $S_{1} V_{1} = Q_{1}$ ، فرمولی که استفاده می کنید.
این فرمول مستقیماً از تعادل جرم ، فقط با فرض جریان غیر قابل تراکم ، پیروی می کند. هیچ فرضی در مورد جریان آشفته یا آرام نیست ، بنابراین این معادله برای هر دو نوع جریان برقرار است.
با تعادل ذکر شده در بالا ، می توانید سرعت را در مکان 2 برای مقدار داده شده V1 و نسبت مناطق محاسبه کنید ، دقیقاً مانند آنچه که انجام دادید. نیازی به حساب کردن نوع جریان نیست.
با این حال ، در اینجا باید توجه داشت که اینها سرعتهای متوسط ​​هستند. اگر می خواهید به جزئیات بیشتری بپردازید ، می توانید نیروهای اصطکاک را در لوله بگنجانید. این نیروهای اصطکاک به نوع جریان بستگی دارد و شکل را در مشخصات سرعت و سرعت حاصل را تعیین می کند.
با این حال ، انجام این کار بسیار دشوارتر از حل معادلات زوج است. من می دانم که برای تخمین تلفات در لوله ها چند قانون کلی وجود دارد ،.hope I help you I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260
تصویر

ارسال پست