Средняя скорость потока по расходу (ft³/h; м²)

Что именно находит этот расчёт

Свяжите объёмный расход, среднюю нормальную скорость потока и площадь свободного сечения. Можно восстановить расход, скорость или площадь по двум известным величинам.

Искомая величина записывается в м/с. Эта страница предназначена для конкретного сочетания входов: объёмный расход в ft³/h; площадь свободного сечения в м². Подпись возле каждого поля является частью условия задачи. Меняя исходные измерения, сохраняйте их физический смысл и относите все параметры к одному образцу, участку или процессу.

Как подготовить измерения

Объёмный расход: выбранная единица — кубические футы в час (ft³/h). Объёмный расход показывает объём за единицу времени в выбранном сечении. Для газа укажите данные при одинаковых температуре и давлении. В демонстрационном наборе вводится 127,132800197 ft³/h, что соответствует 0,001 м³/с. Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.

Площадь свободного сечения: выбранная единица — квадратные метры (м²). Используйте геометрическую площадь, относящуюся к формуле. Это может быть свободное сечение, перекрытие пластин или площадь материала. В демонстрационном наборе вводится 2 м², что соответствует 2 м². Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.

Уравнение и согласование единиц

Уравнение Q=vS использует скорость, усреднённую по поперечному сечению. Для круглой трубы площадь вычисляется отдельно по внутреннему диаметру; наружный диаметр не описывает проход для жидкости.

Используемое уравнение для этой неизвестной: v=Q/S. До его применения каждый вход переводится в согласованную единицу. Для данного набора перевод выглядит так: Объёмный расход: 127,132800197 ft³/h × 0,00000786579072 = 0,001 м³/с; Площадь свободного сечения: 2 м² × 1 = 2 м². Сначала выполните эти преобразования, затем подставляйте числа в уравнение. Итог уже имеет единицу м/с; дополнительный коэффициент выбранной входной единицы к нему не применяется.

Разбор численного примера

Объёмный расход = 127,132800197 ft³/h; Площадь свободного сечения = 2 м². После согласования единиц: v=Q/S. Результат = 0,0005 м/с.

Полный набор после перевода: Объёмный расход = 0,001 м³/с; Площадь свободного сечения = 2 м². Если проверяете этот пример вручную, сохраняйте коэффициенты без промежуточного округления и выполняйте операции в порядке уравнения. Полученный ответ 0,0005 м/с относится к этому набору значений. В таблице меняется только первый вход, остальные остаются равными демонстрационным; это позволяет увидеть влияние одного параметра.

Как понимать итог

При одинаковом расходе меньшая площадь даёт большую среднюю скорость. Если площадь уменьшается в четыре раза, скорость увеличивается в четыре раза. Из ответа нельзя самостоятельно сделать вывод о шуме, допустимой скорости или ресурсе трубопровода.

Единица ответа м/с фиксирована для этой задачи, даже если входы записаны в других единицах. При смене единицы исходное число нужно пересчитать так, чтобы физическая величина сохранилась. Если переписать только название единицы без изменения числа, получится другая исходная задача и другой результат.

Область применения и границы

Локальная скорость в центре струи может отличаться от средней. Площадь должна быть перпендикулярной потоку и свободной для прохождения среды. Сужения, препятствия и профиль скорости нужно учесть в исходных данных. Давление и гидравлические потери эта связь не рассчитывает.

В знаменателях находятся следующие входы: площадь свободного сечения. Каждый из них должен быть строго больше нуля. Нулевое значение не является отсутствующим измерением: при делении на ноль неизвестная не определяется этой формулой. Остальные поля принимают неотрицательные модули.

Источник методики: OpenStax: flow rate and continuity. Для задач, основанных на определении удельной величины, преобразование является алгеброй этого определения; документ BIPM поясняет единицы SI. Коэффициенты перевода проверяются по определениям единиц и справочнику NIST. Эти ссылки не задают свойства вашего материала: такие исходные параметры нужно измерить или взять из документации к своей системе.

Меняем объёмный расход, остальные входы сохраняем

Значения в таблице округлены для чтения. Для своей величины используйте калькулятор в начале страницы.