Obsah
Zistenie prietoku vody z výlevky, ako je záhradný kohútik alebo kúpeľňová batéria, je jednoduché cvičenie, ktoré nevyžaduje nič viac ako vedro a časovač. Vypočítanie prietoku v otvorenom žľabe, ako je žľab alebo koryto rieky, je trochu zložitejšie a výpočet prietoku kvapaliny vo vnútri uzavretej rúry je ešte zložitejší.
Vzorec prietoku je všeobecne Q = × proti, kde Q je prietok, je plocha prierezu v bode v ceste toku a proti je rýchlosť kvapaliny v tomto bode. V niektorých situáciách, ako je napríklad voda tečúca v koryte, výpočet je ťažké a to najlepšie, čo môžete urobiť, je aproximácia. V iných, ako je napríklad tekutina prúdiaca v uzavretej rúre, je ťažké ju zmerať proti, ale nemusíte. Ak môžete zmerať tlak tekutiny, môžete použiť zákon Poiseuilles.
Výpočet prietoku otvorom
Ak potrebujete poznať prietok cez otvor, ako je napr. Hrdlo alebo odkvapkávač, všetko, čo musíte urobiť, je umožniť, aby sa určitý objem akumuloval v nádobe a zmeral, ako dlho sa akumuluje. Napríklad môžete zmerať prietok z čapu tak, že voda naplníte 5-galónovú vedierku a zaznamenáte čas. Vydeľte 5 časom potrebným na získanie počtu galónov za jednotku času. Ak meriate čas v minútach, dostanete výsledok v galónoch za minútu.
Na meranie prietoku z malého otvoru, napríklad z odkvapkávacieho žiariča, budete potrebovať oveľa menší kontajner, ako je napríklad štvorcový pohár, a dlhšiu jednotku času, ale princíp je rovnaký. Emisie kvapiek sa zvyčajne hodnotia počtom galónov za hodinu, ktoré emitujú. Emitor, ktorý vydáva 1 galón za hodinu, naplní kvartovú nádobu za 15 minút.
Použitie vzorca toku
Ak vidíte tečúcu tekutinu, môžete zmerať jej rýchlosť a to znamená, že všetko, čo potrebujete, je oblasť, cez ktorú tekutina tečie, aby sa vypočítal prietok pomocou vzorca Q = × proti.
Ak tekutina preteká otvorom alebo priehľadnou trubicou, jedným zo spôsobov merania rýchlosti je zavedenie farbiva ako markera a čas, ako dlho potrvá, kým farbivo prejde dvoma bodmi. Po zmeraní polomeru trubice alebo otvoru môžete vypočítať plochu pomocou π_r_2, potom použite proti × na výpočet prietoku.
Ak chcete prúdiť cez prírodné prvky, ako je koryto rieky, musíte oblasť priblížiť. Predpokladajme, že najhlbšia časť rieky je polomer polvalcového žľabu. Vypočítajte plochu prierezu pomocou π_r_2, potom zoberte polovicu a použite ju na v rovnici Q = proti × získať približný prietok.
Výpočet prietoku pomocou tlaku
Keď tekutina tečie cez uzavretú rúru, nemôžete ju vidieť, takže nemôžete merať jej rýchlosť. Ak však môžete zmerať tlak tekutiny - čo je zvyčajne ľahké urobiť pomocou manometra - môžete použiť Poiseuillesov zákon na výpočet prietoku. Podľa Poiseuillesovho zákona prietok Q priamo sa mení s tlakovým rozdielom Δ_p_ medzi koncami potrubia a štvrtou silou polomeru potrubia r4, a to sa mení inverzne s dĺžkou potrubia L, Rovnica je:
Q = frac {π Delta pr ^ 4} {8μL}kde µ je viskozita kvapaliny.
Poiseuillesov zákon predpokladá laminárne (nie turbulentné) prúdenie, čo je bezpečný predpoklad pri nízkych tlakoch a malých priemeroch potrubia.