NộI Dung
- Công thức vận tốc bề ngoài
- Vận tốc bề ngoài là một ước tính thuận tiện
- Động lực học: Vận tốc so với dòng chảy
- Tính toán mẫu: Vận tốc chất lỏng bề mặt
Khi bạn thiết kế một hệ thống để di chuyển chất lỏng xung quanh - giả sử, một giàn khai thác khí tự nhiên - nó rất cần thiết để biết chất lỏng mà bạn làm việc với dòng chảy nhanh như thế nào. Vận tốc dòng chảy bề ngoài (còn gọi là vận tốc chất lỏng bề mặt hoặc là vận tốc khí nông) là cách ước tính tốc độ chất lỏng (tức là khí hoặc chất lỏng) đi qua một vật thể.
Tính toán vận tốc bề mặt tương đối dễ dàng một khi bạn biết công thức và các phép đo cần thiết. Đọc để tìm hiểu thêm về các giả định làm cơ sở cho tốc độ bề ngoài và cách tự tính toán nó.
Công thức vận tốc bề ngoài
Vận tốc khí bề mặt (hay còn gọi là tốc độ dòng chảy bề mặt) là ước tính tốc độ của chất lỏng đi qua một vật thể (ví dụ: đường ống) hoặc môi trường xốp (ví dụ: sỏi). Nó được tính toán bằng công thức sau:
u__S = Q / Một
Vận tốc bề ngoài là một ước tính thuận tiện
Trong thế giới thực, hầu hết các dòng chảy không đồng nhất - không khí được tạo thành từ nhiều khí với các hạt rắn nhỏ lơ lửng trong đó. Các giếng dầu thường chiết xuất hỗn hợp dầu, nước và khí tự nhiên cùng một lúc. Các chất lỏng này chảy cùng nhau, bao gồm một số thành phần, được gọi là đa pha chảy.
Vận tốc dòng chảy bề ngoài bỏ qua các pha khác để chỉ ước tính vận tốc của pha mà bạn quan tâm.
Động lực học: Vận tốc so với dòng chảy
Hãy nói rằng bạn là một người làm vườn ở khu vực rất mưa. Do đó, điều quan trọng là bất kỳ giường vườn nào bạn có thể xây dựng đều có hệ thống thoát nước tuyệt vời để ngăn chặn lũ lụt. Khi bạn xây dựng một trong những chiếc giường này, điều quan trọng hơn để bạn biết: vận tốc bề mặt nước trong đất hay tốc độ dòng nước chảy qua đất? Tốc độ dòng chảy của nó, như chúng tôi sẽ thấy bên dưới.
Các vận tốc (hoặc là vận tốc bề ngoài) của chất lỏng là thước đo của tốc độ và hướng trung bình các hạt của chất lỏng đang di chuyển. Nó trả lời câu hỏi nhanh như thế nào? Vượt qua nó một thông số quan trọng khi một chất lỏng đang được sử dụng để tạo ra lực, bởi vì lực tăng theo vận tốc. Không khí thoát ra khỏi vòi cần phải di chuyển nhanh để thổi nước ra khỏi tay bạn. Tổng lượng không khí thoát ra khỏi máy theo thời gian thực sự không quan trọng, liên quan đến việc sấy khô.
lưu lượng (còn gọi là lưu lượng dòng chảy) là phép đo thể tích của chất lỏng di chuyển giữa hai nơi theo thời gian. Nói cách khác, nó trả lời câu hỏi về mức độ nhanh và nhanh như thế nào? Dòng chảy là những gì bạn cần biết khi bạn quan tâm đến việc bạn có bao nhiêu thùng dầu ra khỏi giàn khoan của bạn mỗi ngày. Hoặc có bao nhiêu nước có thể rơi trên khu vườn của bạn và nhanh như thế nào mà không làm ngập nó.
Tính toán mẫu: Vận tốc chất lỏng bề mặt
Một kỹ sư đang thiết kế một máy sấy tay và cô ấy biết rằng cô ấy cần không khí để thoát khỏi thiết bị với vận tốc khoảng 30 mét / giây để đẩy nước ra khỏi da một cách hiệu quả. Nguyên mẫu hiện tại của cô di chuyển 0,4 mét khối / giây không khí qua một vòi phun với diện tích mặt cắt khoảng 0,0002 mét vuông - liệu không khí có thoát ra khỏi vòi với vận tốc đủ không?
bạnS = _Q / Một
_uS = (15 m3/ s) / 0,4 m2
u__S = 37,5 m / s
37,5 mét / giây nhanh hơn 30 mét / giây, và nó trong cùng một sân bóng - đó là một nguyên mẫu đầy hứa hẹn!