Portata volumetrica: 7 concetti importanti


Portata volumetrica

La portata volumetrica (portata volumetrica, portata del fluido) è definita come il volume del fluido fatto passare per unità di tempo attraverso corpi fluenti quali tubazioni, canali, canali fluviali ecc.); In idrometria, è riconosciuto come scarica.

Generalmente, la portata volumetrica è indicata dal simbolo Q o V. L'unità SI è m3/S. I centimetri cubi al minuto vengono utilizzati anche come unità di portata in volume in flussi su piccola scala

Anche la portata volumetrica viene misurata in piedi3/ so gallone / min.

La portata volumetrica non è simile al flusso volumetrico, come inteso dalla legge di Darcy e mostrato dal simbolo q, le unità di m3/ (m2· S), cioè m · s-1(velocità). Nel calcolo, l'integrazione del flusso sull'area calcola la portata volumetrica.

Portata volumetrica
Portata volumetrica

Nel frattempo, è una quantità scalare, poiché è solo la derivata temporale del volume. La variazione dei flussi di volume attraverso un'area sarebbe zero per una situazione di flusso in stato stazionario.

Equazione della portata volumetrica

La portata volumetrica esprime il volume che quelle molecole in un flusso di fluido occupano in un dato tempo.

Q (V) = A v

L'equazione data è valida solo per sezioni trasversali piane e piane. Generalmente, in superficie curva l'equazione risulta essere integrali di superficie.

Q (V) = portata volumetrica (in m3/ s), l / s, l / min (LPM)

A - Area della sezione trasversale di un tubo o di un canale (m2)

v - Velocità (m / s, m / min, fps, fpm ecc.

Poiché i gas sono comprimibili, volumetrici le portate possono variare sostanzialmente se soggette a pressione o variazioni di temperatura; ecco perché è importante progettare apparecchiature o processi termici e processi chimici.

Simbolo della portata volumetrica

Il simbolo della portata volumetrica è dato come V o Q

Unità di portata volumetrica

L'unità di portata volumetrica è data come (in m3/ s), l / s, l / min (LPM), cfm, gpm

Portata volumetrica alla portata massica

La variazione tra flusso di massa e flusso volumetrico si riferisce alla densità di ciò che stai muovendo. Ci concentriamo su quello su cui ci concentriamo è determinato dalla preoccupazione del problema. Ad esempio, se stiamo sviluppando un sistema da utilizzare in un ospedale, potrebbe essere il movimento dell'acqua o del sangue. Poiché il sangue è più denso dell'acqua, lo stesso flusso volumetrico risulterebbe in un flusso di massa maggiore se il fluido fosse sangue rispetto a se fosse acqua. Al contrario, se il flusso si traducesse in uno spostamento di una quantità specifica di massa in un tempo specifico, si sposterebbe più acqua che sangue.

Portata volumetrica alla velocità

Se vediamo l'unità volumetrica, è m3/ s e l'unità di velocità è m / s. Quindi, se vogliamo convertire la portata volumetrica in velocità. Dividiamo la portata volumetrica per l'area della sezione trasversale da cui scorre il fluido. Qui, dobbiamo prendere un'area di una sezione trasversale di tubo da cui scorre il liquido.

In breve, se vogliamo trovare una velocità dal flusso volumetrico, dobbiamo dividere il flusso volumetrico per l'area della sezione trasversale del tubo o condotto da cui scorre.

Unità di portata volumetrica m3/s

Unità di superficie m2

Unità di velocità =

Unità di velocità = (m ^ 3 / s) / m ^ 2 = m / s

Portata volumetrica a portata molare

Sapete, la portata molare (n) è definita come il n. di moli in una soluzione / miscela che attraversano il punto di misura per unità di tempo

Considerando che, la portata volumetrica (V) è il volume del fluido che passa attraverso il punto di misurazione per unità di tempo.

Entrambi sono collegati da un'equazione

? (densità del fluido) = n/V

FAQ

Cosa si intende per portata?

Per prima cosa, dobbiamo sapere che ci sono due tipi di file Portatas: massa e volumetrica.

Entrambe le portate vengono utilizzate per sapere quanto fluido passa attraverso una sezione di tubo per unità di tempo. Il portata massica misura la massa che scorre e la portata volumetrica misura il volume del fluido che scorre.

Se il fluido è di natura incomprimibile, come l'acqua liquida in condizioni normali, entrambe le quantità sono proporzionali, impiegando la densità del fluido.

Queste portate sono utili in molti fluido importante calcoli dinamici, quindi sto deliziando una delle applicazioni: l'equazione di continuità.

L'equazione di continuità si afferma in un tubo con pareti impermeabili in cui scorre un fluido incomprimibile, il portata volumetrica è costante in tutte le sezioni di tubo.

Calcolo della portata utilizzando la pressione

In casi come ugelli di flusso, venturi e orifizio, il flusso dipende da ΔP (P1-P2) dall'equazione:

Q = CD π / 4 D22 [2 (P1-P2) / ρ (1 - d4)]1 / 2

Dovunque:

Q  -> portata in m3/s

CD -> coefficiente di scarico = A2/A1

P1 e P2 -> in N / m2

ρ -> densità del fluido in unità kg / m3

D2 -> Il diametro interno degli ugelli (in m)

D1 -> Il diametro del tubo di ingresso e uscita (in m)

e d = rapporto tra i diametri D2 / D1

Posso aggiungere due diverse portate volumetriche dello stesso gas provenienti da due tubi differenti e misurate in condizioni differenti?

Se consideriamo diverse situazioni, la risposta è sì. Vediamo quali sono queste situazioni? La pressione nella tubazione dovrebbe essere relativamente minima. Non vi è alcun cambiamento di densità a causa della variazione di pressione. Il misuratore di flusso deve essere installato lontano dalla giunzione del tubo per evitare interferenze di pressione.

Quando si verifica la portata volumetrica massima attraverso una pompa e perché?

Se consideriamo una pompa centrifuga, la portata volumetrica della pompa è direttamente proporzionale alla velocità della girante e ad un cubo di diametro della girante. Quindi, se aumentiamo la velocità per una data pompa, otterremo una portata elevata. Altrimenti, se ci concentriamo sul diametro, possiamo installare una grande pompa per ottenere una portata elevata. È anche possibile ottenere una portata elevata installando più pompe in parallelo. Ricordare che ogni pompa deve sviluppare la stessa prevalenza allo scarico; in caso contrario, potrebbe verificarsi un riflusso verso un'altra pompa.

Ma tutte queste soluzioni si basano su considerazioni teoriche. Se devi farlo in un impianto vero e proprio, allora ci devono essere molti vincoli che devi considerare!

Ad esempio, dovresti considerare il costo di una pompa, i consumi di spazio ecc.

Come si converte una portata molare in una portata volumetrica?

Entrambi sono collegati da un'equazione

? (densità del fluido) = n/V

Perché la portata volumetrica dell'ingresso non è uguale a quella all'uscita in condizioni stazionarie?

Se il flusso è incomprimibile e non reagisce, è possibile che il flusso volumetrico non sia lo stesso dell'ingresso e dell'uscita. Un'altra potrebbe essere la legge di conservazione della massa che deve essere rispettata.

Esiste una relazione tra pressione e portata volumetrica nell'aria?

Per quella relazione possiamo cercare la "relazione Hagen-Poiseuille", la portata del tubo è correlata alla dimensione del tubo, sono state spiegate le proprietà del fluido e il ΔP.

È derivato dalle equazioni di Navier-Stokes, quindi è un bilancio della quantità di moto.

∆P = 128μLQ / (πd ^ 4)

P è la caduta di pressione [Pa]

μ è la viscosità del fluido [Pa⋅s]

L uguale alla lunghezza del tubo [m]

Q sarà la portata in volume in [m3 / s]

d è il diametro del tubo [m]

Perché la prevalenza di una pompa diminuisce con la portata volumetrica?

In realtà è più facile da visualizzare se li cambi. Come la testa che il la pompa deve funzionare contro diminuisce, aumenta il volume che scarica (per una pompa centrifuga a una data velocità).

In sostanza, la pompa trasmette energia al fluido a una velocità fissa (ignorando per un momento le efficienze). Quell'energia può essere prodotta come energia potenziale (prevalenza) o energia cinetica (portata volumetrica), o qualsiasi combinazione fino alla quantità totale di energia.

È simile a spingere un peso massimo su una rampa. Più ripida è la rampa, meno peso puoi sollevarla.      

Qual è la differenza tra flusso volumetrico e velocità nel flusso del mezzo poroso?

Il flusso volumetrico è il volume del fluido che scorre attraverso una superficie unitaria nell'unità di tempo, mentre la velocità è la distanza percorsa dal fluido da punti temporali di due unità.

L'unità di flusso volumetrico e velocità è la stessa.

Nel caso di un mezzo poroso, il flusso volumetrico sarà inferiore o uguale (meno probabile che sia uguale) alla velocità del flusso, a seconda della porosità del mezzo.

La cascata lungo un tubo verticale accelera in g? Voglio calcolare la portata volumetrica dell'acqua sul fondo di un tubo verticale alto 85 m?

Dipende dal fattore di attrito del tubo. Il fattore di attrito dipende dalla rugosità del tubo e dal numero di Reynold. L'attrito è la resistenza al flusso dell'acqua. Significa che l'attrito riduce l'accelerazione. Se consideriamo che l'attrito è zero, l'accelerazione è uguale a g.

Un flusso continuo di acqua verrebbe stabilito lungo il tubo. Quindi, non avrebbe importanza, poiché la velocità media sarebbe la stessa della parte superiore del tubo oa metà strada.

Se si desidera calcolare la portata volumetrica dell'acqua nella parte inferiore del tubo, è necessario calcolare la velocità e moltiplicare per l'area della sezione trasversale del tubo.

se ignoriamo l'attrito, la velocità media al fondo è data da

v = √2gh

La perdita di energia può essere trovata nel diagramma lunatico.

In che modo una valvola influisce sulla portata volumetrica senza violare la conservazione della massa?

Come sappiamo, la portata volumetrica è la moltiplicazione della velocità e dell'area della sezione trasversale da cui scorre il flusso. Nel caso della valvola, l'area della sezione trasversale è interessata. Il cambiamento dell'area della sezione trasversale sta variando la velocità del fluido che scorre, ma la portata del volume complessiva rimane la stessa. Il principio di conservazione della massa è soddisfatto. Secondo il principio di Bernoulli, sappiamo che riducendo l'energia cinetica dell'area della sezione trasversale viene convertita in energia di pressione.

Relazione area, velocità e pressione

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Deepakkumar Jani

Sono Deepak Kumar Jani, sto perseguendo il dottorato di ricerca in energie meccaniche-rinnovabili. Ho cinque anni di insegnamento e due anni di esperienza di ricerca. Le mie aree di interesse sono l'ingegneria termica, l'ingegneria automobilistica, la misurazione meccanica, il disegno tecnico, la meccanica dei fluidi, ecc. Ho depositato un brevetto su "Ibridazione dell'energia verde per la produzione di energia". Ho pubblicato 17 articoli di ricerca e due libri. Sono felice di far parte di Lambdageeks e vorrei presentare ai lettori parte della mia esperienza in modo semplicistico. Oltre agli studi accademici e alla ricerca, mi piace vagare nella natura, catturare la natura e creare consapevolezza sulla natura tra le persone. Connettiamoci tramite LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/. Fare riferimento anche al mio canale You-tube per quanto riguarda “Invito dalla Natura”

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