بمجرد تحديد نظام الأنابيب، يوجد نوعان رئيسيان من علاقات الضغط والتدفق في نظام الأنابيب: سيؤدي الضغط في نظام الأنابيب بشكل عام إلى زيادة التدفق، ولكن العلاقة الدقيقة قد تختلف اعتمادًا على مصادر المقاومة الرئيسية في نظام. بالنسبة للعديد من الأنظمة التي تهيمن عليها مقاومة الاحتكاك، تكون العلاقة بين انخفاض الضغط والتدفق تربيعية.
في ديناميات الموائع، يعد معدل التدفق والضغط من العوامل الأساسية التي تصف كيفية تحرك الموائع (مثل السوائل والغازات) عبر أنظمة مثل الأنابيب والصمامات والمضخات.
لفهم العلاقة بين التدفق والضغط، نحتاج إلى فهم ما هو التدفق والضغط، وكيفية حساب معدل التدفق من الضغط التفاضلي، وما هي أجهزة قياس التدفق المستخدمة.
الضغط مقابل التدفق مقابل قطر الأنبوب
ما هو الضغط؟
الضغط: يشير إلى القوة التي يؤثر بها السائل على وحدة المساحة. يُشار إليه بالرمز P ويتم قياسه عادةً بوحدات مثل الباسكال (Pa) أو القضبان أو الجنيه لكل بوصة مربعة (psi).
ما هو التدفق؟
التدفق: يشير إلى حجم السائل الذي يمر عبر سطح أو نقطة معينة خلال وحدة زمنية. غالبًا ما يتم تمثيله بالرمز Q ويتم قياسه عادةً بوحدات مثل لتر في الدقيقة (L/min) أو متر مكعب في الساعة (m^3/h).
ينقسم التدفق أيضًا إلى تدفق جماعي وتدفق حجمي. عندما يتم التعبير عن كمية السائل بالحجم، يطلق عليه تدفق الحجم. عندما يتم التعبير عن كمية السائل بالكتلة، يطلق عليه تدفق شامل.
القراءة الممتدة: معدل التدفق الكتلي مقابل معدل التدفق الحجمي
ما هو قطر الأنبوب؟
قطر الأنبوب يعني أنه عندما يكون جدار الأنبوب رقيقًا نسبيًا ، فإن القطر الخارجي للأنبوب هو تقريبًا نفس القطر الداخلي للأنبوب. لذا فإن متوسط قيمة القطر الخارجي للأنبوب والقطر الداخلي للأنبوب يؤخذ على أنه قطر الأنبوب.
يشير عادة إلى المواد الاصطناعية العامة أو الأنابيب المعدنية. وعندما يكون القطر الداخلي كبيرًا ، يتم أخذ متوسط قيمة القطر الداخلي والقطر الخارجي كقطر للأنبوب.
بناءً على النظام المتري (مم) ، يطلق عليه DN (وحدة مترية).
هل يؤثر الضغط على التدفق؟
نعم، الضغط يؤثر على التدفق. لكن هذا التأثير يتأثر بعدة عوامل، مثل مقاومة النظام، ونمط التدفق، وخصائص السائل، وما إلى ذلك. عند تصميم وتشغيل أنظمة الموائع، يجب أخذ هذه العوامل في الاعتبار لضمان التشغيل الفعال والآمن للنظام. نظام.
معدل التدفق وعلاقة الضغط
أولًا، التدفق = معدل التدفق × القطر الداخلي للأنبوب × القطر الداخلي للأنبوب × π÷4. ولذلك، فإن التدفق ومعدل التدفق يعرفان بشكل أساسي أحدهما لحساب المعلمة الأخرى.
ولكن إذا كان قطر الأنبوب D والضغط P في الأنبوب معروفين ، فهل يمكن حساب معدل التدفق؟
الجواب هو: ليس من الممكن بعد العثور على سرعة التدفق ومعدل التدفق للسائل في خط الأنابيب.
تتخيل أن هناك صمامًا في نهاية الأنبوب. عند الإغلاق ، يوجد ضغط P في الأنبوب. معدل التدفق في الأنبوب هو صفر.
لذلك: لا يتم تحديد معدل التدفق في الأنبوب عن طريق الضغط في الأنبوب ، ولكن بواسطة هبوط الضغط التدرج على طول الأنبوب. لذلك ، من الضروري الإشارة إلى طول خط الأنابيب وفرق الضغط بين طرفي خط الأنابيب من أجل العثور على معدل التدفق ومعدل التدفق لخط الأنابيب.
قراءة موسعة: مقياس تدفق يعمل بالبطارية المغناطيسية
إذا نظرت إليها من وجهة نظر التحليل النوعي. العلاقة بين الضغط والتدفق في خط الأنابيب متناسبة. أي أنه كلما زاد الضغط ، زاد معدل التدفق. معدل التدفق يساوي السرعة مضروبة في المقطع.
بالنسبة لأي جزء من خط الأنابيب ، يأتي الضغط من طرف واحد فقط. وهذا يعني أن الاتجاه أحادي الاتجاه. عندما يكون المخرج في اتجاه الضغط مغلقًا (الصمام مغلق). السائل في الأنبوب محظور. بمجرد فتح الخروج. يعتمد معدل التدفق على الضغط في خط الأنابيب.
القراءة الممتدة: محولات ضغط عالية الدقة
للتحليل الكمي ، يمكنك استخدام تجارب النماذج الهيدروليكية. قم بتركيب أجهزة قياس الضغط أو مقاييس التدفق أو قياس سعة التدفق. بالنسبة لتدفق أنبوب الضغط ، يمكن أيضًا حسابه. خطوات الحساب كالتالي:
- احسب المقاومة المحددة S لخط الأنابيب. إذا كان أنبوبًا قديمًا من الحديد الزهر أو أنبوبًا فولاذيًا قديمًا. يمكن حساب المقاومة المحددة لخط الأنابيب بواسطة صيغة Sheverev s = 0.001736 / d ^ 5.3 أو s = 10.3n2 / d ^ 5.33. أو تحقق من النموذج ذي الصلة ؛
- حدد فرق رأس العمل H = P / (ρg) عند طرفي خط الأنابيب. إذا كان هناك انخفاض أفقي h (بالإشارة إلى بداية الأنبوب أعلى من النهاية بـ h).
ثم H = P / (ρg) + h
في الصيغة: H: خذ m كوحدة ؛
P: فرق الضغط بين طرفي الأنبوب (وليس ضغط قسم معين).
P في Pa ؛ - احسب معدل التدفق Q: Q = (H / sL) ^ (1/2)
- معدل التدفق V = 4Q / (3.1416 * d ^ 2)
- في الصيغة: Q —— معدل التدفق بالمتر ^ 3 / ثانية ؛
- H —— فرق الرأس بين بداية ونهاية خط الأنابيب ، بالمتر ؛
- L —— الطول من بداية الأنبوب إلى نهايته ، بالمتر.
القراءة الممتدة: إدخال مقياس تدفق المياه بالموجات فوق الصوتية - مصمم للري الزراعي ، وإدارة الحدائق
القراءة الممتدة: عدادات تدفق الضغط العالي للسوائل - البخار - الغاز
معدل التدفق وصيغة الضغط
اذكر الضغط ومعدل التدفق. أعتقد أن الكثير من الناس سيفكرون في معادلة برنولي.
اقترح دانيال برنولي لأول مرة عام 1726: "في تيارات الماء أو الهواء ، إذا كانت السرعة منخفضة ، يكون الضغط مرتفعًا. إذا كانت السرعة عالية ، يكون الضغط صغيرًا ". نسميها "مبدأ برنولي".
هذا هو المبدأ الأساسي للهيدروليكا قبل إنشاء معادلة نظرية الاستمرارية لميكانيكا الموائع. جوهرها هو الحفاظ على الطاقة الميكانيكية السائلة. أي: الطاقة الحركية + طاقة وضع الجاذبية + طاقة وضع الضغط = ثابت.
القراءة الممتدة: أنواع مقاييس تدفق السوائل
يجب أن تكون على علم به. لأن معادلة برنولي مشتقة من الحفاظ على الطاقة الميكانيكية. لذلك ، فهي مناسبة فقط للسوائل المثالية ذات اللزوجة الضئيلة وغير القابلة للضغط.
غالبًا ما يتم التعبير عن مبدأ برنولي على النحو التالي:
هذه الصيغة تسمى معادلة برنولي.
أين:
- p هو ضغط نقطة معينة في السائل ؛
- v هي سرعة تدفق السائل عند تلك النقطة ؛
- ρ هي كثافة السوائل.
- g هي تسارع الجاذبية ؛
- ح هو ارتفاع النقطة ؛
- C ثابت.
يمكن التعبير عنها أيضًا على النحو التالي:
الافتراضات:
لاستخدام قانون برنولي ، يجب استيفاء الافتراضات التالية قبل استخدامه. إذا لم يتم استيفاء الافتراضات التالية بشكل كامل ، فإن الحل المطلوب يكون أيضًا تقريبيًا.
- التدفق الثابت: في نظام التدفق ، لا تتغير طبيعة السائل في أي نقطة بمرور الوقت.
- التدفق غير القابل للضغط: الكثافة ثابتة ، عندما يكون المائع غازًا ، يكون رقم الماخ (Ma) <0.3 قابلاً للتطبيق.
- التدفق الخالي من الاحتكاك: تأثير الاحتكاك ضئيل ، والتأثير اللزج مهمل.
- يتدفق السائل على طول الانسياب: سائل تدفق العناصر على طول الانسيابية. لا تتقاطع الخطوط الانسيابية مع بعضها البعض.
القراءة الممتدة: مستشعر ضغط السيليكون
القراءة الممتدة: تطبيقات مستشعر الضغط - تطبيقات الصناعة المميزة
كيفية حساب معدل التدفق في الأنابيب؟
يمكن حساب معدل التدفق Q باستخدام الصيغة التالية:
س= أ × ت
في:
Q هو معدل التدفق، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدة m³/s أو L/min.
A هي مساحة المقطع العرضي للأنبوب ويمكن حسابها باستخدام الصيغة π×(d/2)² (للأنابيب الدائرية)، حيث d هو قطر الأنبوب.
v هو متوسط سرعة تدفق السائل في الأنبوب، عادة بوحدة م/ث.
لذلك، لحساب معدل التدفق في الأنبوب، تحتاج إلى معرفة قطر الأنبوب وسرعة السائل.
كيفية حساب معدل التدفق من الضغط؟
يعد حساب التدفق مباشرة من الضغط أكثر تعقيدًا لأن العلاقة بينهما تتأثر بعدة عوامل. مثل حجم الأنبوب ولزوجة السائل وخشونة الأنبوب. ولكن في ظل بعض الشروط المحددة، يمكن استخدام الصيغة التالية:
بالنسبة للتدفق الصفحي (معدل التدفق البطيء والتدفق السلس للسوائل):
س=(طد ^ 4△P)/ (128*μ*L)
في:
س هو التدفق.
د هو قطر الأنبوب.
ΔP هو فرق الضغط عبر الأنبوب.
μ هي لزوجة السائل.
L طول الأنبوب.
بالنسبة للتدفقات المضطربة (التدفقات الأسرع وتدفق السوائل غير المستقر)، تكون العلاقات أكثر تعقيدًا وتتطلب استخدام صيغ أكثر تعقيدًا أو منحنيات تجريبية.
باختصار، حساب التدفق مباشرة من الضغط يتطلب النظر في عدة عوامل. في التطبيقات العملية، غالبًا ما تستخدم أجهزة قياس التدفق لقياس التدفق بشكل مباشر، أو يتم استخدام البرامج وأدوات المحاكاة لتقديره.
معدل التدفق وحاسبة الضغط
أدوات التحويل لدينا للضغط والتدفق
أدوات لتحويل و حساب الضغط قيم. ساعد المستخدمين على اختيار ما يناسبهم أجهزة استشعار الضغط وأجهزة الإرسال!
| محول ضغط مقياس الضغط المطلق | محول وحدة الضغط | عمق السائل / المستوى إلى حاسبة الضغط الهيدروستاتيكي |
| حاسبة الضغط التفاضلي | محول الضغط 4-20ma الناتج حاسبة | الضغط على حاسبة مستوى السائل |
محولات لتحويل وحساب التدفق. أو أداة حساب تتطلب قياس التدفق للحصول على معلمات قياس أخرى. ساعد المستخدمين على اختيار مستشعر التدفق وجهاز الإرسال المناسبين!
عدادات التدفق المميزة
قراءة موسعة: ما يصل إلى 800 درجة مئوية استشعار الضغط العالي
تعرف على المزيد حول العلاقة بين الضغط ومعدل التدفق
إذا لم تتمكن من العثور على إجابة لسؤالك في معدل التدفق والضغط ، فيمكنك دائمًا الاتصال بنا وسنكون معك قريبًا.
المزيد من حلول قياس التدفق والضغط
القراءة الممتدة: أفضل سعر لمستشعر ضغط السيراميك
سينو إنست يقدم أكثر من 50 مقياس تدفق لقياس التدفق. حوالي 50٪ من هؤلاء الضغط التفاضلي مقياس التدفق ، 40٪ هو مستشعر تدفق السائل ، و 20٪ بالموجات فوق الصوتية مستوى الارسال ومقياس التدفق الشامل.
مجموعة واسعة من مقاييس التدفق الخيارات المتاحة لك ، مثل العينات المجانية والعينات المدفوعة.
Sino-Instrument هي مورد معترف به عالميًا ومصنع لأجهزة قياس التدفق ، يقع في الصين.
أطلب إقتباس
وُلد Wu Peng في عام 1980 ، وهو مهندس ذكر يتمتع باحترام كبير وبارع ولديه خبرة واسعة في مجال الأتمتة. مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في الصناعة ، قدمت Wu مساهمات كبيرة في كل من الأوساط الأكاديمية والمشاريع الهندسية.
طوال حياته المهنية ، شارك Wu Peng في العديد من المشاريع الهندسية الوطنية والدولية. تشمل بعض مشاريعه البارزة تطوير نظام تحكم ذكي لمصافي النفط ، وتصميم نظام تحكم موزع متطور لمصانع البتروكيماويات ، وتحسين خوارزميات التحكم لخطوط أنابيب الغاز الطبيعي.