Po zidentyfikowaniu systemu rurociągów istnieją dwa główne typy zależności ciśnienia i przepływu w systemie rurociągów: Ciśnienie w systemie rurociągów zazwyczaj powoduje wzrost przepływu, ale dokładna zależność może się różnić w zależności od głównych źródeł oporu w rurociągu. system. W wielu układach, w których dominuje opór tarcia, zależność pomiędzy spadkiem ciśnienia i przepływem jest kwadratowa.

Zależność natężenia przepływu i ciśnienia

W dynamice płynów natężenie przepływu i ciśnienie to dwa podstawowe parametry opisujące sposób, w jaki płyny (takie jak ciecze i gazy) przemieszczają się przez systemy takie jak rury, zawory i pompy.

Aby zrozumieć związek między przepływem a ciśnieniem, musimy zrozumieć, czym jest przepływ i ciśnienie, jak obliczyć natężenie przepływu na podstawie różnicy ciśnień i jakie przepływomierze są używane.

Ciśnienie a przepływ vs średnica rury

Co to jest ciśnienie?

Ciśnienie: odnosi się do siły wywieranej przez płyn na jednostkę powierzchni. Jest on oznaczony symbolem P i zazwyczaj jest mierzony w jednostkach takich jak paskale (Pa), bary lub funty na cal kwadratowy (psi).

Co to jest Flow?

Przepływ: odnosi się do objętości płynu, który przechodzi przez daną powierzchnię lub punkt w jednostce czasu. Często jest reprezentowany przez symbol Q i powszechnie mierzony w jednostkach takich jak litry na minutę (L/min) lub metry sześcienne na godzinę (m^3/h).

Przepływ dzieli się również na przepływ masowy i przepływ objętościowy. Gdy ilość płynu wyrażana jest objętościowo, nazywa się to przepływem objętościowym. Kiedy ilość płynu wyraża się masą, nazywa się to przepływ masy.

Rozszerzone czytanie: Natężenie przepływu masowego a natężenie przepływu objętościowego

Co to jest średnica rury?

Średnica rury a ciśnienie vs przepływ

Średnica rury oznacza, że ​​gdy ścianka rury jest stosunkowo cienka, zewnętrzna średnica rury jest prawie taka sama jak wewnętrzna średnica rury. Tak więc średnia wartość zewnętrznej średnicy rury i wewnętrznej średnicy rury jest traktowana jako średnica rury.

Zwykle odnosi się do ogólnego materiału syntetycznego lub metalowej rury. A gdy średnica wewnętrzna jest duża, jako średnicę rury przyjmuje się średnią wartość średnicy wewnętrznej i średnicy zewnętrznej.

Na podstawie systemu metrycznego (mm) nazywa się to DN (jednostka metryczna).

Czy ciśnienie wpływa na przepływ?

Tak, ciśnienie ma wpływ na przepływ. Jednak na ten efekt wpływa wiele czynników, takich jak opór układu, wzór przepływu, właściwości płynu itp. Podczas projektowania i obsługi systemów płynów należy wziąć pod uwagę te czynniki, aby zapewnić wydajną i bezpieczną pracę układu system.

natężenie przepływu i stosunek ciśnienia

Po pierwsze, przepływ = natężenie przepływu × średnica wewnętrzna rury × średnica wewnętrzna rury × π÷4. Dlatego przepływ i natężenie przepływu zasadniczo znają jedno, aby obliczyć drugi parametr.

Ale jeśli znana jest średnica rury D i ciśnienie P w rurze, czy można obliczyć natężenie przepływu?

Odpowiedź brzmi: Nie można jeszcze znaleźć prędkości i natężenia przepływu płynu w rurociągu.

Wyobrażasz sobie, że na końcu rury znajduje się zawór. Po zamknięciu w rurze panuje ciśnienie P. Natężenie przepływu w rurze wynosi zero.

Dlatego: Natężenie przepływu w rurze nie jest określone przez ciśnienie w rurze, ale przez Spadek ciśnienia nachylenie wzdłuż rury. Dlatego konieczne jest wskazanie długości rurociągu i różnicy ciśnień między dwoma końcami rurociągu, aby znaleźć natężenie przepływu i natężenie przepływu rurociągu.

Rozszerzone czytanie: Magnetyczny przepływomierz zasilany baterią

Jeśli spojrzysz na to z punktu widzenia analizy jakościowej. Zależność między ciśnieniem a przepływem w rurociągu jest proporcjonalna. Oznacza to, że im większe ciśnienie, tym większe natężenie przepływu. Natężenie przepływu jest równe prędkości pomnożonej przez przekrój.

Na każdym odcinku rurociągu ciśnienie pochodzi tylko z jednego końca. Oznacza to, że kierunek jest jednokierunkowy. Gdy wylot w kierunku ciśnienia jest zamknięty (zawór zamknięty). Płyn w rurce jest zabroniony. Po otwarciu wyjścia. Jego natężenie przepływu zależy od ciśnienia w rurociągu.

Rozszerzone czytanie: Przetworniki ciśnienia o wysokiej dokładności

Do analizy ilościowej można użyć eksperymentów z modelami hydraulicznymi. Zainstaluj manometry, przepływomierze lub zmierz przepustowość. W przypadku przepływu w rurze ciśnieniowej można go również obliczyć. Kroki obliczeń są następujące:

  1. Oblicz opór właściwy S rurociągu. Jeśli jest to stara rura żeliwna lub stara rura stalowa. Opór właściwy rurociągu można obliczyć ze wzoru Szewieriewa s=0.001736/d^5.3 lub s=10.3n2/d^5.33. Lub sprawdź odpowiedni formularz;
  2. Wyznacz różnicę wysokości podnoszenia H=P/(ρg) na obu końcach rurociągu. Jeśli występuje poziomy spadek h (odnoszący się do początku rury wyżej niż koniec o h).
    Wtedy H=P/(ρg)+h
    We wzorze: H: weź m jako jednostkę;
    P: to różnica ciśnień między dwoma końcami rury (a nie ciśnienie na określonym odcinku).
    P jest w Pa;
  3. Oblicz natężenie przepływu Q: Q = (H/sL)^(1/2)
  4. Natężenie przepływu V=4Q/(3.1416 * d^2)
    1. We wzorze: Q —— natężenie przepływu wm^3/s;
    2. H —— Różnica wysokości między początkiem a końcem rurociągu, wm;
    3. L —— Długość od początku do końca rury, w metrach.

Rozszerzone czytanie: Wstawiany ultradźwiękowy przepływomierz wody — przeznaczony do nawadniania w rolnictwie, zarządzania ogrodami

Rozszerzone czytanie: Przepływomierze wysokociśnieniowe do cieczy-pary-gazu

Formuła natężenia przepływu i ciśnienia

Wspomnij o ciśnieniu i przepływie. Myślę, że wiele osób pomyśli równanie Bernoulliego.

Daniel Bernoulli po raz pierwszy zaproponował w 1726 r.: „W prądach wody lub powietrza, jeśli prędkość jest niska, ciśnienie jest wysokie. Jeśli prędkość jest duża, ciśnienie jest małe”. Nazywamy to „zasadą Bernoulliego”.

Jest to podstawowa zasada hydrauliki przed ustaleniem równania teorii kontinuum mechaniki płynów. Jego istotą jest zachowanie płynnej energii mechanicznej. To znaczy: energia kinetyczna + energia potencjalna grawitacji + energia potencjalna ciśnienia = stała.

Rozszerzone czytanie: Rodzaje przepływomierzy cieczy

Trzeba być tego świadomym. Ponieważ równanie Bernoulliego wywodzi się z zasady zachowania energii mechanicznej. Dlatego nadaje się tylko do płynów idealnych o znikomej lepkości i nieściśliwych.

Zasada Bernoulliego jest często wyrażana jako:

Formuła natężenia przepływu i ciśnienia 1

Ten wzór nazywa się równaniem Bernoulliego.
Gdzie:

  • p to ciśnienie w określonym punkcie płynu;
  • v jest prędkością przepływu płynu w tym punkcie;
  • ρ oznacza gęstość płynu;
  • g to przyspieszenie ziemskie;
  • h jest wysokością punktu;
  • C jest stałą.

Można to również wyrazić jako:

Formuła natężenia przepływu i ciśnienia 2

Założenia:

Aby skorzystać z prawa Bernoulliego, przed jego użyciem należy spełnić następujące założenia. Jeśli poniższe założenia nie są w pełni spełnione, poszukiwane rozwiązanie jest również przybliżeniem.

  • Przepływ stały: W systemie przepływowym charakter płynu w żadnym punkcie nie zmienia się w czasie.
  • Przepływ nieściśliwy: gęstość jest stała, gdy płyn jest gazem, ma zastosowanie liczba Macha (Ma) <0.3.
  • Przepływ bez tarcia: efekt tarcia jest pomijalny, a efekt lepkości jest pomijany.
  • Płyn przepływa wzdłuż linii prądu: płyn przepływ elementów wzdłuż linii prądu. Linie prądu nie przecinają się.

Rozszerzone czytanie: Silikonowy czujnik ciśnienia

Rozszerzone czytanie: Aplikacje czujników ciśnienia — polecane aplikacje branżowe

jak obliczyć natężenie przepływu w rurze?

Natężenie przepływu Q można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Q= A × v

w:
Q to natężenie przepływu, zwykle wyrażane w m³/s lub l/min.
A jest polem przekroju poprzecznego rury i można je obliczyć za pomocą wzoru π×(d/2)² (dla rur okrągłych), gdzie d jest średnicą rury.
v to średnia prędkość przepływu płynu w rurze, zwykle w m/s.

Aby więc obliczyć natężenie przepływu w rurze, należy znać średnicę rury i prędkość płynu.

jak obliczyć natężenie przepływu na podstawie ciśnienia?

Obliczanie przepływu bezpośrednio z ciśnienia jest bardziej skomplikowane, ponieważ na zależność między nimi wpływa wiele czynników. Takie jak rozmiar rury, lepkość płynu i chropowatość rury. Jednak pod pewnymi warunkami można zastosować następującą formułę:

Dla przepływu laminarnego (mały przepływ i płynny przepływ płynu):

Q=(πd^4△P)/ (128*μ *L)

w:
Q to przepływ.
d jest średnicą rury.
ΔP to różnica ciśnień w rurze.
μ to lepkość płynu.
L to długość rury.

W przypadku przepływów turbulentnych (przepływy szybsze i niestabilne) zależności są bardziej złożone i wymagają stosowania bardziej złożonych wzorów lub krzywych empirycznych.

Podsumowując, obliczenie przepływu bezpośrednio z ciśnienia wymaga uwzględnienia kilku czynników. W zastosowaniach praktycznych przepływomierze są często używane do bezpośredniego pomiaru przepływu lub do jego szacowania wykorzystuje się oprogramowanie i narzędzia symulacyjne.

Kalkulator natężenia przepływu i ciśnienia

Nasze narzędzia konwertujące ciśnienie i przepływ

Narzędzia do konwersji i obliczanie ciśnienia wartości. Pomóż użytkownikom wybrać odpowiedni czujniki ciśnienia i nadajniki!

Przetwornik ciśnienia bezwzględnego na manometrKonwerter jednostek ciśnieniaKalkulator głębokości / poziomu cieczy do ciśnienia hydrostatycznego
Kalkulator różnicy ciśnieńPrzetwornik ciśnienia 4-20ma Kalkulator wyjściowyKalkulator ciśnienia do poziomu cieczy

Konwertery do konwersji i obliczania przepływu. Lub narzędzie obliczeniowe, które wymaga pomiaru przepływu w celu uzyskania innych parametrów pomiarowych. Pomóż użytkownikom wybrać odpowiedni czujnik przepływu i przetwornik!

Kalkulator wyjściowy przepływomierza DPPrzepływomierz 4-20mA Kalkulator wyjścia prądowegoPrędkość przepływu i średnica rury do kalkulatora objętościowego natężenia przepływu
Kalkulator przepływu masowego i gęstości do przepływu objętościowegoPrzelicznik jednostek natężenia przepływu masowegoPrzelicznik objętościowego natężenia przepływu
Przepływ objętościowy i gęstość do Kalkulator przepływu masowegoObjętościowe natężenie przepływu i średnica rury do kalkulatora prędkości przepływu

Polecane przepływomierze

Rozszerzone czytanie: Czujnik ciśnienia o wysokiej temperaturze do 800°C

Dowiedz się więcej o zależności ciśnienia i natężenia przepływu

Spadek ciśnienia zwany również spadkiem ciśnienia, jest wskaźnikiem technicznym i ekonomicznym, który wskazuje ilość energii zużywanej przez urządzenie. Wyraża się ją jako całkowitą różnicę ciśnień płynu na wlocie i wylocie urządzenia. Zasadniczo odzwierciedla energię mechaniczną zużywaną przez płyn przechodzący przez urządzenie do usuwania pyłu (lub inne urządzenie). Jest proporcjonalna do mocy pobieranej przez wentylator.

Rozszerzone czytanie: zasada działania bezprzewodowego przetwornika ciśnienia

Spadek ciśnienia obejmuje spadek ciśnienia po drodze i lokalny spadek ciśnienia.

Spadek ciśnienia po drodze: odnosi się do spadku ciśnienia spowodowanego lepkością cieczy, gdy ciecz przepływa w prostej rurze.

Lokalny spadek ciśnienia: odnosi się do straty ciśnienia spowodowanej przepływem cieczy przez lokalne opory, takie jak porty zaworów, kolanka i zmiany przekroju poprzecznego przepływu.

Przyczyna lokalnego spadku ciśnienia: gdy ciecz przepływa przez lokalne urządzenie, tworzy się strefa wody martwej lub strefa wirowa. Ciecz nie uczestniczy w głównym przepływie w tym obszarze. To ciągłe wirowanie. Przyspieszyć tarcie cieczy lub spowodować kolizje cząstek. Wytwarzaj lokalne straty energii.

Kiedy ciecz przepływa przez lokalne urządzenie, wielkość i kierunek prędkości przepływu zmieniają się drastycznie. Prawo rozkładu prędkości na każdej sekcji również stale się zmienia. Powodują dodatkowe tarcie i zużywają energię.

Rozszerzone czytanie: Jak mierzyć objętość cieczy

Na przykład. Jeśli część kanału przepływowego jest ograniczona, ciśnienie za zaworem zacznie spadać z obszaru ograniczonego. Nazywa się to spadkiem ciśnienia. Spadek ciśnienia to strata energii. Zmniejszy się nie tylko ciśnienie wylotowe, ale także natężenie przepływu i prędkość.

Rozszerzone czytanie: jak skalibrować przetwornik ciśnienia

Gdy na linii produkcyjnej wystąpi spadek ciśnienia, zmniejszy się przepływ krążącej wody chłodzącej. Może to powodować różne problemy z jakością i produkcją.

Aby rozwiązać ten problem, idealnym sposobem jest usunięcie części, które powodują spadek ciśnienia. Jednak w większości przypadków spadek ciśnienia jest kompensowany przez zwiększanie ciśnienia wytwarzanego przez pompę obiegową i/lub zwiększanie mocy samej pompy. Środek ten marnuje energię i generuje niepotrzebne koszty.

Przepływomierz jest zwykle instalowany w rurociągu obiegowym. W tym momencie przepływomierz jest właściwie odpowiednikiem części oporowej w rurociągu obiegowym. Płyn będzie powodował spadek ciśnienia podczas przechodzenia przez przepływomierz, powodując pewne zużycie energii.

Im mniejszy spadek ciśnienia, tym mniejsza dodatkowa moc potrzebna do transportu płynu w rurociągu. Im mniejsze zużycie energii spowodowane spadkiem ciśnienia, tym niższy koszt pomiaru energii. Wręcz przeciwnie, im większe zużycie energii spowodowane spadkiem ciśnienia. Energia Im wyższy koszt pomiaru. Dlatego bardzo ważny jest wybór odpowiedniego przepływomierza.

Rozszerzone czytanie: Spraw, aby ultradźwiękowy przepływomierz z otwartym kanałem pracował dla Ciebie

Po określeniu systemu rurociągów natężenie przepływu jest związane z pierwiastkiem kwadratowym różnicy ciśnień. Im większa różnica ciśnień, tym większy przepływ. Jeśli w systemie rurociągów znajduje się zawór regulacyjny (strata ciśnienia spowodowana przez człowieka). Oznacza to, że efektywna różnica ciśnień jest zmniejszona, a natężenie przepływu jest odpowiednio mniejsze. Mniejsza będzie również wartość strat ciśnienia w rurociągu.

Rozszerzone czytanie: Elektroniczny przełącznik ciśnienia do sprężarki powietrza

Co to jest czujnik ciśnienia z membraną czołową?

Zasada pomiaru przepływomierza różnicy ciśnień opiera się na zasadzie wzajemnego przekształcania energii mechanicznej płynu.

Rozszerzone czytanie: Miernik przepływu z płytką otworową

Płyn płynący w poziomej rurze ma energię ciśnienia dynamicznego i energię ciśnienia statycznego (energia potencjalna jest równa).
W pewnych warunkach te dwie formy energii mogą być zamieniane na siebie, ale suma energii pozostaje niezmieniona.

Weźmy jako przykład wzór na natężenie przepływu:
Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1)

Wśród nich:

  • współczynnik odpływu C;
  • ε Współczynnik rozszerzalności
  • Α Pole przekroju otworu przepustnicy, M^2
  • ΔP Wyjście różnicy ciśnień wg urządzenie dławiące, Ta;
  • stosunek średnic β
  • ρ1 Gęstość mierzonego płynu przy II, kg/m3;
  • Przepływ objętościowy Qv, m3/h

Rozszerzone czytanie: Czujnik ciśnienia cieczy

Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi kompensacji konieczne jest dodanie kompensacji temperatury i ciśnienia. Zgodnie z książką obliczeniową pomysł obliczeń opiera się na parametrach procesu przy 50 stopniach. Obliczane jest natężenie przepływu w dowolnej temperaturze i ciśnieniu. W rzeczywistości ważną rzeczą jest konwersja gęstości.

Obliczono w następujący sposób:
Q = 0.004714187 d^2ε*@sqr(ΔP/ρ) Nm3/h 0C101.325kPa

Oznacza to, że wymagane jest wyświetlenie na ekranie objętościowego natężenia przepływu przy 0 stopniach standardowego ciśnienia atmosferycznego.

Zgodnie ze wzorem na gęstość:
ρ=PT50/(P50T)* ρ50

Wśród nich: ρ, P, T reprezentują wartości w dowolnej temperaturze i ciśnieniu
ρ50, P50, T50 oznaczają punkt odniesienia procesu przy nadciśnieniu 0.04 MPa przy 50 stopniach

Połączenie tych dwóch formuł można wykonać w programie.

Rozszerzone czytanie: Przepływomierze kriogeniczne | Ciekły azot-ciekły tlen

Tak.

Istnieje ścisła zależność między ciśnieniem a natężeniem przepływu. Wzrost ciśnienia zwiększy prędkość przepływu. Zmiany ciśnienia, materiałów pojemnika, właściwości płynu i formy przepływu płynu również będą miały bezpośredni wpływ na zmianę natężenia przepływu.

Mówiąc dokładniej, natężenie przepływu wzrasta wraz ze wzrostem różnicy ciśnień.

Jeśli nie możesz znaleźć odpowiedzi na swoje pytanie w naszym Natężeniu przepływu i ciśnieniu, zawsze możesz się z nami skontaktować, a wkrótce się z Tobą skontaktujemy.

Więcej rozwiązań do pomiaru przepływu i ciśnienia

Czujniki ciśnienia wody do pomiaru ciśnienia wody

Czujniki ciśnienia wody Czujniki ciśnienia wody odnoszą się w szczególności do przyrządów służących do pomiaru ciśnienia w zbiornikach, rurach lub wodach podziemnych. Nazywane również przetwornikami ciśnienia wody,…

Rozszerzone czytanie: Ceramiczny czujnik ciśnienia w najlepszej cenie

chińsko-inst oferuje ponad 50 przepływomierzy do pomiaru przepływu. Około 50% z nich to tzw ciśnienie różnicowe przepływomierze, 40% to czujnik przepływu cieczy, a 20% to ultradźwięki Przetwornik poziomu i przepływomierz masowy.

Duża róznorodność przepływomierze dostępne są opcje, takie jak bezpłatne próbki, płatne próbki.

Sino-Instrument to uznany na całym świecie dostawca i producent oprzyrządowania do pomiaru przepływu z siedzibą w Chinach.

Zapytanie o wycene