Vztah Objemový průtok na rychlost by měla být správně vypočítána pro návrh potrubí v průmyslu.
Objemový průtok je objem tekutiny, který proteče trubicí, kanálem, kanálem nebo jinou strukturou tohoto typu za jednotku času. Rychlost udává, jak rychle se tekutina pohybuje určitým průchodem za jednotku času.
Objemový průtok, Q nebo V=Av
Kde A = plocha průřezu vm2
A v=Průměrná rychlost tekutiny v m/s
Jednotka Objemový průtok je m3/s(metry krychlové/sekunda), m3/h (metr krychlový/hodina), l/s (litr/sekunda), l/min. (litr/minuta), ml/s (mililitr/sekunda) atd.
O vhodné jednotce se rozhoduje podle velikosti Objemový průtok. V případě velmi malého průtoku (například tekutiny uvnitř injekční stříkačky) je preferováno ml/s a pro velmi velké objemový průtok (např průtok vody v řece), vyjadřuje se v m3/h.
Rychlost proudění, v =s/t
Rychlost je označena malým v
Kde s= Vzdálenost pokrytá molekulami tekutiny
A t = časové období
Jednotkou rychlosti je m/s (metr/sekunda), km/h (kilometr/hodina) atd.
Je objemový průtok stejný jako rychlost?
Objemový průtok Rychlost a rychlost spolu souvisejí, ale pokud je považujeme za fyzikální veličiny, obě se od sebe značně liší.
Jednoduše řečeno Rychlost množství tekutiny označuje, jak rychle se tekutina (plyn nebo kapalina) pohybuje průchodem v určitém časovém období. Objemový průtok nám udává množství nebo objem tekutiny (plynu nebo kapaliny), která proteče průchodem za určité časové období.
Rychlost tekutiny je vektorová veličina, zatímco objemový průtok je skalární veličina, protože jde o časovou derivaci objemu.
Rozdíl mezi objemovým průtokem a rychlostí
Rozdíl mezi Objemový průtok a rychlost takto:
| Objemový průtok | Rychlost |
| Objemový průtok (Q) je množství objemu (V) tekutiny protékající plochou průřezu (A) za jednotku času (t). | Rychlost tekutiny je definována jako vzdálenost (d), kterou tekutina urazí za časový úsek (t). |
| Matematicky, Q = V/t | Matematicky, |
| Jednotky: m3/s( jednotka SI), cm3/s (jednotka CGS) | Jednotky: m/s (jednotka SI), cm/s (jednotka CGS) |
Vztah objemového průtoku k rychlosti
Sledujeme-li průtok potoka nebo řeky, je-li rychlost vody vysoká, je také vysoký objemový průtok řeky.
Následující rovnice nám dává vztah mezi objemovým průtokem (Q) a rychlostí (v).
Q=A. v
Zde A je plocha průřezu a v je rychlost tekutiny.
Obecně zde uvažujeme průměrnou rychlost, protože rychlost proudění nezůstává konstantní po celé konkrétní časové období. Proto,
Eq(1)
Z rovnice (1) je zřejmé, že Objemový průtok je přímo úměrná jak průměrné rychlosti toku, tak velikosti průchodu (může to být potrubí, potrubí nebo řeka).
Čím větší je průměr trubky nebo potrubí, tím větší je plocha průřezu
Na výše uvedeném obrázku můžeme vidět trubku s plochou průřezu A vm2 a rychlost nebo rychlost tekutiny je (malé v bar) v m/s.
Ke zjištění průtoku nebo vypouštění v procesní aplikaci jsou zapotřebí dvě měření: objem tekutiny, která projde průchodem, a čas, který tento objem potřebuje k prokročení průchodu.
Objemový průtok, Q= Objem/čas
Objem (kapitál V) v metrech krychlových3 a čas (t) v sekundách.
Q=V/t Eq(2)
Na výše uvedeném obrázku je objem (V) tekutiny, která projde bodem (O) během časového období t reprezentován stínovanou částí cinduitu, je dán vztahem
Objem, V=Ad
Z rovnice (2) Q= V/t = Ad/t
Q = Ad/t Eq(3)
Nyní průměrná rychlost,
Tím se stává rovnice (3).
objemový průtok,
V případě, že nestlačitelná tekutina (jako voda) protéká kanálem s různou plochou průřezu, objemový průtok tekutiny zůstává konstantní. K udržení konstantní průtokrychlost proudění je nízká na větší ploše průřezu trubky a rychlost se zvyšuje na menší ploše průřezu.
Na výše uvedeném obrázku můžeme vidět, jak potrubím se zmenšujícím se průřezem protéká nestlačitelná kapalina. Protože tekutina je ve své podstatě nestlačitelná, snaží se udržet kontinuitu a stejný objem tekutiny protéká každým bodem potrubí bez ohledu na velikost nebo průměr potrubí.
Když je velikost potrubí v bodě 1 širší, rychlost proudění se sníží ve srovnání s rychlostí v bodě 2, kde se potrubí zužuje. Tímto způsobem je průtok v každém bodě potrubí udržován na konstantní hodnotě.
V bodě 1 a 2
Q1 = Q2
Nebo,
Toto je známá rovnice kontinuity použitelná pro nestlačitelné kapaliny.
Jak zjistit rychlost z objemového průtoku?
V případě kolon různých velikostí je vhodnější znázornit proudění tekutiny pomocí rychlosti proudění (cm/h). Ale obecně se průtok vypočítává z hlediska objemového průtoku (ml/min).
Pomocí následujícího vzorce můžeme snadno vypočítat rychlost proudění z objemového průtoku tekutiny:
průtok,
Kde Q= Objemový průtok vm3/s
A = Plocha průřezu průchodu, kterým protéká tekutina vm2
Nyní bar v=Q/A=objemový průtok/plocha průřezu potrubí
Průtok lze také definovat jako poměr mezi změnou objemu tekutiny a změnou času.
Q=dV/dt
Jsem Sangeeta Das. Absolvoval jsem magisterské studium ve strojírenství se specializací na spalovací motory a automobily. Mám asi deset let zkušeností z průmyslu a akademické sféry. Mezi mé oblasti zájmu patří spalovací motory, aerodynamika a mechanika tekutin. Můžete mě kontaktovat na