वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर | इट्स ऑल महत्वपूर्ण अवधारणा

मात्रा प्रवाह की दर

वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर (द्रव प्रवाह की दर, द्रव प्रवाह की दर) को तरल पदार्थ के प्रवाह के माध्यम से प्रति यूनिट समय बीतने के रूप में परिभाषित किया जाता है जैसे कि पाइप, चैनल, नदी नहर आदि; हाइड्रोमेट्री में, इसे डिस्चार्ज के रूप में स्वीकार किया जाता है।

आमतौर पर, वॉल्यूम प्रवाह दर को प्रतीक Q या V द्वारा दर्शाया जाता है। SI इकाई m है3/ एस। प्रति मिनट क्यूबिक सेंटीमीटर का उपयोग छोटे पैमाने के प्रवाह में वॉल्यूम प्रवाह दर की इकाई के रूप में भी किया जाता है

वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर भी फीट में मापा जाता है3/ एस या गैलन / मिनट।

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो दर, वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स के समान नहीं है, जैसा कि डार्सी के नियम द्वारा समझा गया है और प्रतीक q, एम की इकाइयों द्वारा दिखाया गया है।3/(म2· S), वह है, m · s-1(वेग)। गणना में, क्षेत्र के ऊपर प्रवाह का एकीकरण वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर की गणना करता है।

मात्रात्मक प्रवाह दर
मात्रा प्रवाह की दर

इस बीच, यह स्केलर मात्रा है, क्योंकि यह केवल मात्रा का व्युत्पन्न है। स्थिर राज्य प्रवाह की स्थिति के लिए एक क्षेत्र के साथ मात्रा प्रवाह में भिन्नता शून्य होगी।

वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर समीकरण

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट उस आयतन को व्यक्त करता है जो किसी द्रव प्रवाह में अणुओं को दिए गए समय में व्याप्त होता है।

क्यू (वी) = ए वी

दिए गए समीकरण केवल फ्लैट, विमान क्रॉस-सेक्शन के लिए मान्य हैं। आम तौर पर, घुमावदार-सतह में समीकरण सतह के अभिन्न अंग होते हैं।

Q (V) = वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट (m में)3/ s), एल / एस, एल / मिनट (एलपीएम)

ए - पाइप या एक चैनल (एम) के अनुभागीय क्षेत्र को पार करें2)

v - वेग (एम / एस, एम / मिनट, एफपीएस, एफपीएम आदि।

जब गैसों को संपीड़ित किया जाता है, तो दबाव या तापमान भिन्नता के कारण वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर काफी हद तक बदल सकती है; यही कारण है कि थर्मल उपकरण या प्रक्रियाओं और रासायनिक प्रक्रियाओं को डिजाइन करना महत्वपूर्ण है।

वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर प्रतीक

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो दर के प्रतीक के रूप में दिया गया है वी या क्यू

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट इकाइयाँ

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट की इकाई को मी में दिया गया है3/ एस), एल / एस, एल / मिनट (एलपीएम), सीएफएम, जीपीएम

बड़े प्रवाह दर के लिए बड़ा प्रवाह दर

द्रव्यमान प्रवाह और वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह के बीच भिन्नता आपके द्वारा चलाए जा रहे घनत्व से संबंधित है। हम जिस पर ध्यान केंद्रित करते हैं वह समस्या की चिंता से निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, यदि हम एक अस्पताल में उपयोग के लिए एक प्रणाली विकसित कर रहे हैं, तो यह पानी या चलती रक्त हो सकता है। चूँकि रक्त पानी की तुलना में सघन होता है, वही वाष्पशील प्रवाह एक उच्च द्रव्यमान प्रवाह में परिणत होता है यदि द्रव पानी की तुलना में रक्त होता है। इसके विपरीत, यदि प्रवाह एक विशिष्ट समय में एक विशिष्ट मात्रा में द्रव्यमान में स्थानांतरित हो जाता है, तो रक्त की तुलना में अधिक पानी ले जाया जाएगा।

वेग से प्रवाह की मात्रा

यदि हम वॉल्यूमेट्रिक फ्लो यूनिट देखते हैं, तो यह एम है3/ s, और वेग की इकाई m / s है। इसलिए अगर हम वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट को वेग में बदलना चाहते हैं। हम क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र से वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर को विभाजित करते हैं जहां से द्रव बह रहा है। यहां, हमें पाइप के क्रॉस-सेक्शन का एक क्षेत्र लेना होगा जहां से तरल बह रहा है।

संक्षेप में, यदि हम वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह से एक वेग खोजना चाहते हैं, तो हमें वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह को पाइप या डक्ट के क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र से विभाजित करना होगा, जहां से यह बह रहा है।

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो मीटर की इकाई3/s

क्षेत्र की इकाई एम2

वेग की इकाई =

वेग की इकाई = (m ^ 3 / s) / m ^ 2 = m / s

वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट टू मोलर फ्लो रेट

आप जानते हैं कि मोलर प्रवाह दर (n) को नहीं के रूप में परिभाषित किया गया है। एक घोल / मिश्रण में मोल्स जो समय के प्रति इकाई माप के बिंदु से गुजरते हैं

जबकि, वॉल्यूमेट्रिक फ्लो (V) दर प्रति यूनिट समय पर माप बिंदु के माध्यम से द्रव पास की मात्रा है।

ये दोनों एक समीकरण द्वारा जुड़े हुए हैं

? (द्रव का घनत्व) = n/V

अक्सर पूछे गये सवाल

प्रवाह दर से क्या अभिप्राय है?

आइए सबसे पहले, हमें यह जानना होगा कि दो प्रकार के हैं प्रवाह की दरs: द्रव्यमान और वॉल्यूमेट्रिक।

दोनों प्रवाह दरों का उपयोग यह जानने के लिए किया जाता है कि समय की प्रति इकाई एक पाइप अनुभाग से कितना तरल गुजरता है। द्रव्यमान प्रवाह दर प्रवाह द्रव्यमान को मापता है, और वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर प्रवाह द्रव की मात्रा को मापता है।

यदि द्रव प्रकृति में अयोग्य है, तो सामान्य परिस्थितियों में तरल पानी की तरह, दोनों मात्राएं आनुपातिक होती हैं, जो द्रव के घनत्व को नियोजित करती हैं।

ये प्रवाह दर कई महत्वपूर्ण द्रव गतिकी गणनाओं में सहायक हैं, इसलिए मैं एक अनुप्रयोग: निरंतरता समीकरण को प्रसन्न कर रहा हूं।

निरंतरता समीकरण जलरोधी दीवारों के साथ एक पाइप में बताता है जहां एक अयोग्य तरल पदार्थ बहता है, सभी पाइप वर्गों में वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर स्थिर है।

दबाव का उपयोग करके प्रवाह दर गणना

प्रवाह नलिका, वेंटुरी और छिद्र जैसे मामलों में, समीकरण के लिए प्रवाह flowP (P1-P2) पर निर्भर है:

क्यू = सीD 4/2 डी XNUMX2 [2 (P1-P2) / ρ (1 - डी4)]1 / 2

जहां कहीं भी:

Q  -> मीटर में प्रवाह3/s

CD -> डिस्चार्ज गुणांक = ए2/A1

P1 और पी2 -> एन / एम में2

ρ -> इकाई किलो / मी में द्रव घनत्व3

डी 2 -> नलिका के अंदर व्यास (मीटर में)

D1 -> इनलेट और आउटलेट पाइप व्यास (मीटर में)

और डी = डी 2 / डी 1 व्यास अनुपात

क्या मैं एक ही गैस के दो अलग-अलग वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर को जोड़ सकता हूं जो दो अलग-अलग पाइपों से आया था और विभिन्न परिस्थितियों में मापा गया था?

यदि हम कई स्थितियों पर विचार करते हैं, तो इसका उत्तर हां में है। आइए देखें कि वे परिस्थितियाँ क्या हैं? पाइपलाइन में दबाव अपेक्षाकृत कम होना चाहिए। दबाव भिन्नता के कारण घनत्व में कोई परिवर्तन नहीं होता है। बीक प्रेशर हस्तक्षेप से बचने के लिए फ्लो मापने के उपकरण को पाइप के जंक्शन से दूर स्थापित किया जाना चाहिए।

एक पंप के माध्यम से अधिकतम वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर कब होगी, और क्यों?

यदि हम एक केन्द्रापसारक पंप पर विचार करते हैं, तो पंप का वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर सीधे इम्पेलर की गति और प्ररित करनेवाला व्यास के घन के समानुपाती होता है। इसलिए, यदि हम किसी दिए गए पंप के लिए गति बढ़ाते हैं, तो हमें एक उच्च प्रवाह दर मिलेगी। अन्यथा, यदि हम व्यास पर ध्यान केंद्रित करते हैं, तो हम उच्च प्रवाह दर प्राप्त करने के लिए एक बड़ा पंप स्थापित कर सकते हैं। समानांतर में कई पंपों को स्थापित करके उच्च प्रवाह दर प्राप्त करना भी संभव है। याद रखें कि प्रत्येक पंप को निर्वहन में एक ही सिर विकसित करना चाहिए; अन्यथा, किसी अन्य पंप का बैकफ़्लो हो सकता है।

लेकिन वे सभी समाधान सैद्धांतिक विचारों पर आधारित हैं। यदि आप एक वास्तविक संयंत्र में ऐसा करने वाले हैं, तो आपको कई बाधाओं का सामना करना पड़ेगा!

उदाहरण के लिए, आपको एक पंप, अंतरिक्ष की खपत आदि पर विचार करना चाहिए।

आप मोलर फ्लो रेट को वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट में कैसे बदलते हैं?

ये दोनों एक समीकरण द्वारा जुड़े हुए हैं

? (द्रव का घनत्व) = n/V

ऐसा क्यों है कि इनलेट की वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर स्थिर-राज्य स्थितियों के तहत एक निकास के बराबर नहीं है?

यदि प्रवाह असंगत और गैर-प्रतिक्रियाशील है, तो यह संभव हो सकता है कि वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह इनलेट और आउटलेट के समान नहीं है। अन्य हो सकता है कि बड़े पैमाने पर संरक्षण के कानून को पूरा किया जाए।

क्या हवा में दबाव और वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर के बीच संबंध है?

उस संबंध के लिए हम "हेगन-पॉइसेइल संबंध" की तलाश कर सकते हैं, पाइप प्रवाह दर पाइप आकार से संबंधित है, द्रव गुण और propertiesP को समझाया गया है।

यह नवियर-स्टोक्स के समीकरणों से लिया गया है, इसलिए यह एक गति संतुलन है।

∆P = 128μLQ / ()d ^ 4)

Δप दबाव ड्रॉप है [Pa]

μ तरल पदार्थ की चिपचिपाहट है [Pa⋅s]

L पाइप की लंबाई के बराबर [m]

Q की मात्रा प्रवाह दर होगी [m3 / s]

d पाइप का व्यास है [m]

पंप का सिर वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर के साथ क्यों घटता है?

यदि आप उन्हें चारों ओर स्विच करते हैं, तो वास्तव में कल्पना करना आसान है। जैसा कि पंप के खिलाफ काम करने वाले सिर नीचे जाते हैं, मात्रा जो इसे निर्वहन करती है (एक गति पर केन्द्रापसारक पंप के लिए)।

अनिवार्य रूप से, पंप एक निश्चित दर पर द्रव को ऊर्जा प्रदान करता है (एक पल के लिए दक्षता की अनदेखी)। उस ऊर्जा को संभावित ऊर्जा (सिर) या गतिज ऊर्जा (वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर), या ऊर्जा की कुल मात्रा तक किसी भी संयोजन के रूप में उत्पादित किया जा सकता है।

यह रैंप पर हैवीवेट पुश अप करने के समान है। रैंप जितना स्टंप होगा, उतना ही कम वज़न आप इसे पुश-अप कर सकते हैं।      

झरझरा मध्यम प्रवाह में वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स और वेग के बीच अंतर क्या है?

वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स इकाई समय में एक इकाई सतह के माध्यम से बहने वाले द्रव की मात्रा है, जबकि वेग दो-इकाई समय बिंदुओं से द्रव द्वारा यात्रा की गई दूरी है।

वॉल्यूमेट्रिक फ्लक्स और वेग की इकाई समान है।

एक झरझरा माध्यम के मामले में, प्रवाह का वेग, माध्यम के छिद्र के आधार पर, प्रवाह के वेग से कम या बराबर (कम होने की संभावना) के बराबर होगा।

क्या एक ऊर्ध्वाधर पाइप के नीचे झरना जी में तेजी लाता है? मैं 85 मीटर लम्बे ऊर्ध्वाधर पाइप के तल पर पानी की मात्रा के प्रवाह की गणना करना चाहता हूं?

यह पाइप के घर्षण कारक पर निर्भर करता है। घर्षण कारक पाइप की खुरदरापन और रेनॉल्ड संख्या पर निर्भर करता है। घर्षण जल प्रवाह के लिए प्रतिरोध है। इसका मतलब है कि घर्षण त्वरण को कम कर रहा है। यदि हम मानते हैं कि घर्षण शून्य है, तो त्वरण जी के बराबर है।

पानी का एक सतत प्रवाह पाइप के साथ स्थापित किया जाएगा। इस प्रकार, यह कोई फर्क नहीं पड़ता, क्योंकि औसत वेग पाइप या मिडवे के शीर्ष पर समान होगा।

यदि आप पाइप के तल पर पानी के प्रवाह की मात्रा की गणना करना चाहते हैं, तो आपको वेग की गणना करने और पाइप के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र से गुणा करने की आवश्यकता है।

यदि हम घर्षण को अनदेखा करते हैं, तो तल पर औसत वेग द्वारा दिया जाता है

v = gh2gh

मूडी आरेख में ऊर्जा का नुकसान पाया जा सकता है।

द्रव्यमान के संरक्षण का उल्लंघन किए बिना एक वाल्व वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर को कैसे प्रभावित करता है?

जैसा कि हम जानते हैं कि वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर वेग और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का गुणन है जहां से प्रवाह बह रहा है। वाल्व के मामले में, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र प्रभावित होता है। क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का परिवर्तन बहने वाले तरल पदार्थ के वेग को अलग-अलग कर रहा है, लेकिन समग्र मात्रा प्रवाह दर समान है। जन सिद्धांत का संरक्षण संतुष्ट है। बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार, हम जानते हैं कि क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र गतिज ऊर्जा को कम करके दबाव ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

बड़ा प्रवाह दर| इट्स ऑल इम्पोर्टेन्ट कॉन्सेप्ट
क्षेत्र, वेग और दबाव संबंध

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दीपक कुमार जैनिक के बारे में

बड़ा प्रवाह दर| इट्स ऑल इम्पोर्टेन्ट कॉन्सेप्टमैं दीपक कुमार जानी हूं, जो मैकेनिकल-रिन्यूएबल एनर्जी में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि के विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल मापन, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मेरे 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित हो चुकी हैं।
मुझे लैम्ब्डेजेक्स का हिस्सा बनकर खुशी हो रही है और मैं अपनी कुछ विशेषज्ञता को पाठकों के साथ सरल तरीके से पेश करना चाहता हूं।
शिक्षाविदों और अनुसंधान के अलावा, मुझे प्रकृति में घूमना, प्रकृति पर कब्जा करना और लोगों में प्रकृति के बारे में जागरूकता पैदा करना पसंद है।
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