Kandungan
- Mengira Kadar Aliran Melalui Orifis
- Menggunakan Formula Kadar Aliran
- Pengiraan Kadar Aliran Menggunakan Tekanan
Mencari kadar aliran air dari muncung, seperti spigot taman atau bilik mandi keran, adalah satu latihan mudah yang tidak memerlukan lebih daripada satu baldi dan pemasa. Mengira kadar aliran dalam palung terbuka, seperti longkang atau sungai, sedikit lebih rumit, dan mengira kadar aliran cecair di dalam paip tertutup bahkan lebih kompleks.
Formula kadar alir, secara amnya, adalah Q = A × v, di mana Q adalah kadar aliran, A adalah kawasan keratan rentas di satu titik di jalan aliran dan v adalah halaju cecair pada ketika itu. Dalam sesetengah keadaan, seperti air yang mengalir di dasar sungai, mengira A adalah sukar, dan yang terbaik yang boleh anda lakukan ialah penghampiran. Dalam yang lain, seperti bendalir yang mengalir dalam paip tertutup, sukar untuk diukur v, tetapi anda tidak perlu. Jika anda boleh mengukur tekanan bendalir, anda boleh menggunakan Undang-undang Poiseuilles.
Mengira Kadar Aliran Melalui Orifis
Sekiranya anda perlu mengetahui kadar aliran melalui lubang, seperti spigot atau pemancar titisan, yang perlu anda lakukan adalah membenarkan jumlah tertentu dikumpulkan dalam bekas dan ukur berapa lama ia diperlukan untuk dikumpulkan. Sebagai contoh, anda boleh mengukur kadar aliran dari spigot dengan membenarkan air mengisi baldi 5-galon dan merakam masa. Bahagikan 5 pada waktu yang diperlukan untuk mendapatkan jumlah gelen per unit waktu. Jika anda mengukur masa dalam beberapa minit, anda akan mendapat hasil dalam gelen seminit.
Untuk mengukur kadar aliran dari lubang kecil, seperti pemancar titisan, anda memerlukan bekas yang lebih kecil, seperti balang quart, dan unit waktu yang lebih lama, tetapi prinsipnya sama. Pemancar titisan biasanya diberi nilai dalam jumlah gelen sejam yang dikeluarkan. Pemancar yang mengeluarkan 1 gelen sejam akan mengisi balang quart dalam masa 15 minit.
Menggunakan Formula Kadar Aliran
Jika anda dapat melihat bendalir yang mengalir, anda boleh mengukur halajunya, dan ini bermakna semua yang anda perlukan adalah kawasan yang mana bendalir mengalir untuk mengira kadar aliran menggunakan formula Q = A × v.
Jika bendalir mengalir melalui orifis atau tiub yang jelas, satu cara untuk mengukur halaju adalah memperkenalkan pewarna sebagai penanda dan masa berapa lama ia mengambil pewarna untuk lulus dua mata. Selepas mengukur radius tiub atau orifis, anda boleh mengira kawasan menggunakan π_r_2, kemudian gunakan v × A untuk mengira kadar aliran.
Untuk aliran melalui ciri semulajadi, seperti sungai, anda perlu menghampiri kawasan tersebut. Anggapkan bahagian paling dalam sungai untuk menjadi radius palung separa silinder. Kirakan kawasan keratan rentas menggunakan π_r_2, kemudian ambil separuh daripada itu dan gunakan untuk itu A dalam persamaan Q = v × A untuk mendapatkan kadar alir anggaran.
Pengiraan Kadar Aliran Menggunakan Tekanan
Apabila cecair mengalir melalui paip tertutup, anda tidak dapat melihatnya, jadi anda tidak boleh mengukur halajunya. Walau bagaimanapun, jika anda boleh mengukur tekanan bendalir - yang biasanya mudah dilakukan, menggunakan tolok tekanan - anda boleh menggunakan Undang-undang Poiseuilles untuk mengira kadar aliran. Menurut Poiseuilles Law, kadar aliran Q berbeza secara langsung dengan perbezaan tekanan Δ_p_ antara hujung paip dan kuasa keempat jejari paip r4, dan ia berbeza dengan panjang pipa L. Persamaannya ialah:
Q = frac {π Delta pr ^ 4} {8μL}di mana µ adalah kelikatan cecair.
Undang-undang Poiseuilles menganggap aliran laminar (tidak bergolak), yang merupakan asumsi yang selamat pada tekanan rendah dan diameter paip kecil.