체적 유량 계산 및 그 영향



그 체적 유량 도관의 단면을 가로 지르는 유체의 양을 결정할 수 있으며 유체가 유체를 통과하는 속도의 척도를 제공합니다. 따라서 측정은 산업, 의학, 건설 및 연구 등 다양한 분야에서 특히 흥미 롭습니다..

그러나 액체의 속도 (액체, 가스 또는 둘 모두의 혼합물)를 측정하는 것은 고체의 운동 속도를 측정하는 것만 큼 간단하지 않습니다. 따라서 유체의 속도를 아는 것은 유체의 흐름을 알아야 할 필요가 있습니다.

유체와 관련된이 문제는 유체 역학 (fluid mechanics)으로 알려진 물리학 분야에서 다루어집니다. 유량은 파이프 라인, 오일 파이프 라인, 강, 채널, 혈액 도관 등과 같이 일시적인 단위를 고려하여 파이프 라인의 한 부분을 통과하는 유체의 양으로 정의됩니다.

일반적으로 특정 영역을 가로 지르는 체적은 체적 유량이라고도하는 단위로 계산됩니다. 특정 시간에 특정 영역을 가로 지르는 질량 또는 질량 유량도 정의되지만 체적 유량보다 자주 사용되지는 않습니다.

색인

  • 1 계산
    • 1.1 연속 방정식
    • 1.2 베르누이의 원리
  • 2 체적 유량에 영향을주는 요인?
    • 2.1 체적 유량 측정의 간단한 방법
  • 3 참고 

계산

체적 유량은 문자 Q로 표시됩니다. 흐름이 ​​도체의 단면에 수직으로 이동하는 경우 다음 공식을 사용하여 결정됩니다.

Q = A = V / t

상기 식에서 A는 전도체 섹션 (유체가 갖는 평균 속도)이고, V는 부피이고, t는 시간이다. 국제 시스템에서 운전자의 구역 또는 구역은 m 단위로 측정되기 때문에2 속도는 m / s, 유량은 m3/ s.

유체의 변위 속도가면 A의 단면에 수직 인 방향과 각도 θ를 만드는 경우에 대해 흐름을 결정하는 표현식은 다음과 같습니다.

Q = Acosθ

이것은 흐름이 영역 A에 수직 일 때, θ = 0이어서 결과적으로 cos θ = 1이므로 이전 방정식과 일치합니다..

위의 방정식은 유체의 속도가 균일하고 단면의 면적이 평평한 경우에만 적용됩니다. 그렇지 않으면 체적 유량은 다음 적분을 통해 계산됩니다.

Q = ∫ ∫초 v d S

이 적분에서 dS는 다음 식으로 결정되는 표면 벡터입니다.

dS = ndS

여기서 n은 덕트 표면에 수직 인 단위 벡터이고 dS는 미분 표면 요소입니다..

연속 방정식

비압축성 유체의 특성은 유체의 질량이 두 섹션으로 보존된다는 것입니다. 따라서 연속 방정식이 성립되어 다음과 같은 관계가 성립됩니다.

ρ1 A1 V1 = ρ2 A2 V2

이 방정식에서 ρ는 유체의 밀도.

영구적 인 흐름을 취하는 체계에서 밀도가 일정하고 따라서 ρ가 성취되는 경우1 = ρ2, 그것은 다음의 식으로 감소된다.

A1 V1 = A2 V2

이것은 흐름이 보존되어 있다는 것을 확인하는 것과 같습니다. 따라서 :

Q1 = Q2.

위의 관찰에서 유체가 도관의 더 좁은 부분에 도달하면 유체가 가속되고 도관의 더 넓은 부분에 도달하면 속도가 감소하는 것으로 추론됩니다. 이 사실은 유체의 변위 속도를 가지고 놀 수 있기 때문에 흥미로운 실질적인 응용이 있습니다.

베르누이의 원리

Bernoulli의 원리는 이상적인 유체 (즉, 점성도 나 마찰도없는 유체)가 닫힌 도관에 의해 순환 방식으로 움직이는 경우 그 에너지가 모든 변위를 따라 일정하게 유지된다는 것을 결정합니다.

궁극적으로, Bernoulli의 원리는 유체의 흐름을위한 에너지 보존 법칙의 공식화에 그치지 않습니다. 따라서 베르누이 방정식은 다음과 같이 공식화 될 수있다.

h + v2 / 2g + P / ρg = 일정

이 식에서 h는 높이, g는 중력 가속도.

Bernoulli 방정식에서 유체의 에너지는 언제든지 고려되며, 세 가지 구성 요소로 구성된 에너지.

- 유체가 움직이는 속도로 인해 에너지를 포함하는 운동 특성의 구성 요소.

- 유체가 위치한 높이의 결과로 중력에 의해 생성되는 구성 요소.

- 유체의 압력으로 인해 유체가 빚어내는 에너지 인 흐름 에너지의 구성 요소.

이 경우 베르누이 방정식은 다음과 같이 표현됩니다.

h ρ g + (v2 ρ) / 2 + P = 상수

논리적으로, 실제 유체의 경우 베르누이 방정식의 표현은 유체의 변위에서 마찰 손실이 발생하고보다 복잡한 방정식에 의존해야하기 때문에 충족되지 않습니다.

체적 유량에 영향을주는 요인?

덕트에 장애물이있는 경우 용적 유량이 영향을받습니다..

또한, 체적 유량은 덕트를 통해 이동하는 실제 유체의 온도 및 압력의 변화로 인해 변할 수 있습니다. 특히 가스 인 경우에는 가스가 차지하는 양이 온도와 압력.

체적 유량 측정의 간단한 방법

체적 유량을 측정하는 정말 간단한 방법은 유체를 일정 시간 동안 측정 탱크로 흐르게하는 것입니다.

이 방법은 대개 실용적이지는 않지만 유체의 흐름을 알면 의미와 중요성을 이해하는 것이 매우 간단하고 매우 실용적입니다..

이러한 방식으로, 일정 시간 동안 유체를 측정 탱크로 유동시키고, 축적 된 부피를 측정하고, 얻어진 결과를 경과 시간으로 나눈다.

참고 문헌

  1. 유량 (유체) (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 4 월 15 일에 es.wikipedia.org에서 검색 함.
  2. 부피 유량 (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 4 월 15 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  3. 엔지니어 에지, LLC. "유체 체적 유량 방정식". 엔지니어 에지
  4. Mott, Robert (1996). "1" 응용 유체 역학 (제 4 판). 멕시코 : 피어슨 교육.
  5. Batchelor, G.K. (1967). 유체 역학 개론. 케임브리지 대학 출판부.
  6. Landau, L.D .; Lifshitz, E.M. (1987). 유체 역학 이론 물리학 (2nd ed.) 과정. 페르가몬 압박.