विषय
- एक छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर की गणना
- फ्लो रेट फॉर्मूला का उपयोग करना
- दबाव का उपयोग कर फ्लो रेट गणना
एक टोंटी से पानी के प्रवाह की दर का पता लगाना, जैसे कि बगीचे का पानी का छींटा या बाथरूम का नल, एक साधारण व्यायाम है जिसमें एक बाल्टी और एक टाइमर से ज्यादा कुछ नहीं होना चाहिए। एक खुले कुंड में प्रवाह दर की गणना, जैसे कि एक नाली या नदी के किनारे, थोड़ा अधिक जटिल है, और एक बंद पाइप के अंदर एक तरल की प्रवाह दर की गणना करना और भी जटिल है।
प्रवाह दर सूत्र, सामान्य तौर पर, है क्यू = ए × v, कहाँ पे क्यू प्रवाह दर है, ए प्रवाह के मार्ग में एक बिंदु पर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है और v उस बिंदु पर तरल का वेग है। कुछ स्थितियों में, जैसे नदी के पानी का बहाव, गणना ए मुश्किल है, और सबसे अच्छा आप कर सकते हैं एक सन्निकटन है। दूसरों में, जैसे कि एक बंद पाइप में बहने वाला तरल पदार्थ, इसकी माप करना मुश्किल होता है v, लेकिन आप नहीं है। यदि आप द्रव दबाव को माप सकते हैं, तो आप Poiseuilles Law का उपयोग कर सकते हैं।
एक छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर की गणना
यदि आपको एक छिद्र के माध्यम से प्रवाह दर जानने की आवश्यकता है, जैसे कि एक स्पिगोट या ड्रिप एमिटर, तो आपको बस इतना करना होगा कि एक निश्चित मात्रा को एक कंटेनर में जमा करने और मापने में कितना समय लगता है। उदाहरण के लिए, आप पानी को 5-गैलन बाल्टी भरने और समय रिकॉर्ड करने की अनुमति देकर एक स्पिगोट से प्रवाह दर को माप सकते हैं। 5 गैलन प्रति यूनिट समय प्राप्त करने में लगने वाले समय को विभाजित करें। यदि आप मिनटों में समय को मापते हैं, तो आपको प्रति मिनट गैलन में परिणाम मिलता है।
एक छोटे छिद्र से प्रवाह की दर को मापने के लिए, जैसे कि एक ड्रिप एमिटर के रूप में, आपको एक बहुत छोटे कंटेनर की आवश्यकता होगी, जैसे कि क्वार्ट जार और समय की एक लंबी इकाई, लेकिन सिद्धांत समान है। ड्रिप उत्सर्जकों को आमतौर पर प्रति घंटे गैलन की संख्या में रेट किया जाता है। एक एमिटर जो प्रति घंटे 1 गैलन डालता है, 15 मिनट में एक क्वार्ट जार भर देगा।
फ्लो रेट फॉर्मूला का उपयोग करना
यदि आप तरल पदार्थ को बहते हुए देख सकते हैं, तो आप इसके वेग को माप सकते हैं, और इसका मतलब है कि आप सभी की जरूरत का क्षेत्र है जिसके माध्यम से तरल पदार्थ का उपयोग कर प्रवाह दर की गणना करने के लिए प्रवाह कर रहे हैं क्यू = ए × v.
यदि द्रव एक छिद्र या स्पष्ट ट्यूब से बह रहा है, तो वेग को मापने का एक तरीका डाई को मार्कर के रूप में पेश करना है और दो बिंदुओं को पारित करने में डाई को कितना समय लगता है। ट्यूब या छिद्र की त्रिज्या को मापने के बाद, आप __r_ का उपयोग करके क्षेत्र की गणना कर सकते हैं2, तब उपयोग करें v × ए प्रवाह दर की गणना करने के लिए।
प्राकृतिक सुविधाओं के माध्यम से प्रवाह के लिए, जैसे एक नदी के किनारे, आपको क्षेत्र को अनुमानित करना होगा। नदी के सबसे गहरे हिस्से को अर्ध-बेलनाकार गर्त की त्रिज्या मान लें। __R_ का उपयोग करके पार के अनुभागीय क्षेत्र की गणना करें2, तो उस का आधा ले लो और उस के लिए उपयोग करें ए समीकरण में क्यू = v × ए एक अनुमानित प्रवाह दर प्राप्त करने के लिए।
दबाव का उपयोग कर फ्लो रेट गणना
जब एक तरल पदार्थ बंद पाइप से बह रहा होता है, तो आप उसे देख नहीं सकते, इसलिए आप उसके वेग को माप नहीं सकते। हालांकि, यदि आप द्रव दबाव को माप सकते हैं - जो आमतौर पर करना आसान है, तो दबाव गेज का उपयोग करके - आप प्रवाह दर की गणना करने के लिए Poiseuilles लॉ का उपयोग कर सकते हैं। Poiseuilles कानून के अनुसार, प्रवाह दर क्यू पाइप के सिरों और पाइप की त्रिज्या की चौथी शक्ति के बीच दबाव अंतर Δ_p_ के साथ सीधे बदलता है आर4, और यह पाइप की लंबाई के साथ भिन्न होता है एल। समीकरण है:
Q = frac {π Delta pr ^ 4} {8μL}कहाँ पे µ तरल पदार्थ की चिपचिपाहट है।
Poiseuilles लॉ लामिना (गैर-अशांत) प्रवाह को मानता है, जो कम दबाव और छोटे पाइप व्यास पर एक सुरक्षित धारणा है।