Sisu
Vee voolukiiruse otsimine tilalt, näiteks aiaotsast või vannitoa kraanist, on lihtne treening, mis ei vaja midagi muud kui ämber ja taimer. Voolukiiruse arvutamine avatud šahtas, näiteks vihmaveerennis või jõesängis, on natuke keerulisem ja suletud torus oleva vedeliku voolukiiruse arvutamine on veelgi keerulisem.
Voolukiiruse valem üldiselt on Q = A × v, kus Q on voolukiirus, A on ristlõikepindala voolutee punktis ja v on vedeliku kiirus sel hetkel. Mõnes olukorras, näiteks jõesängis voolava vee arvutamisel A on keeruline ja parim, mida saate teha, on lähendamine. Teistes, näiteks suletud torus voolava vedeliku puhul, on seda raske mõõta v, kuid te ei pea seda tegema. Vedeliku rõhu mõõtmiseks võite kasutada Poiseuillesi seadust.
Voolukiiruse arvutamine läbi ava
Kui peate teadma voolukiirust läbi düüsi, näiteks tihvti või tilgumisaatja, peate vaid lubama teatud mahul koguneda mahutisse ja mõõta, kui kaua see koguneb. Näiteks saate mõõta voolukiirust otsast, lastes vett täita 5-gallonise ämbri ja registreerides aja. Jagage 5 ajaga, mis kulus gallonite arvu ühiku saamiseks ajaühikus. Kui mõõdate aega minutites, saate tulemuse gallonites minutis.
Voolukiiruse mõõtmiseks väikesest avaust, näiteks tilguti eraldajalt, vajate palju väiksemat mahutit, näiteks veerandpurki, ja pikemat ajaühikut, kuid põhimõte on sama. Tilgumisaatjaid hinnatakse tavaliselt gallonite arvust tunnis. Emissioon, mis laseb välja 1 galloni tunnis, täidab veerand purki 15 minutiga.
Voolukiiruse valemi kasutamine
Kui näete vedeliku voolavat, saate selle kiirust mõõta ja see tähendab, et kõik, mida vajate, on pindala, mille kaudu vedelik voolab, et arvutada voolukiirus valemi abil Q = A × v.
Kui vedelik voolab läbi ava või läbipaistva toru, on kiiruse mõõtmise üks viis värvaine lisamine markerina ja aeg, kui kaua värvaine kahe punkti läbimiseks kulub. Pärast toru või ava raadiuse mõõtmist saate pindala arvutada π_r_ abil2, siis kasutage v × A voolukiiruse arvutamiseks.
Looduslike tunnuste, näiteks jõesängi kaudu vooluhulga saavutamiseks peate pindala ligikaudseks määrama. Oletame, et jõe sügavaim osa on poolsilindrilise küna raadius. Arvutage ristlõikepindala, kasutades π_r_2, siis võta pool sellest ja kasuta seda selleks A võrrandis Q = v × A ligikaudse voolukiiruse saamiseks.
Voolukiiruse arvutamine rõhu abil
Kui vedelik voolab läbi suletud toru, ei saa te seda näha, seega ei saa te selle kiirust mõõta. Kui aga saate mõõta vedeliku rõhku - mida tavaliselt on manomeetri abil lihtne teha -, saate voolukiiruse arvutamiseks kasutada Poiseuillesi seadust. Poiseuillesi seaduse kohaselt on voolukiirus Q varieerub otseselt rõhu erinevusega Δ_p_ toru otste ja toru raadiuse neljanda võimsuse vahel r4, ja see varieerub vastupidiselt toru pikkusele L. Võrrand on järgmine:
Q = frac {π Delta pr ^ 4} {8μL}kus µ on vedeliku viskoossus.
Poiseuillesi seadus eeldab laminaarset (mitteturbulentset) voolu, mis on ohutu eeldus madala rõhu ja väikese läbimõõdu korral.