science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe luchtstroomsnelheden te berekenen

U kunt stroomsnelheden voor lucht in verschillende delen van een buis of slangsysteem berekenen met behulp van de continuïteitsvergelijking voor vloeistoffen. Een vloeistof omvat alle vloeistoffen en gassen. De continuïteitsvergelijking stelt dat de luchtmassa die een recht en afgedicht pijpsysteem binnengaat gelijk is aan de luchtmassa die het leidingsysteem verlaat. Ervan uitgaande dat de dichtheid, of de compressie, van de lucht hetzelfde blijft, relateert de continuïteitsvergelijking de snelheid van de lucht in de pijpen aan de dwarsdoorsnede van de pijpen. Doorsnedeoppervlak is het gebied van het ronde uiteinde van een pijp.

Meet de diameter in inches van de pijp waar de lucht het eerst doorheen loopt. Diameter is de breedte van een cirkel gemeten met een rechte lijn die het midden kruist. Stel dat de eerste pijp een diameter van 5 inch heeft als voorbeeld.

Bepaal de diameter in inches van de tweede pijp die de lucht doorloopt. Stel dat de meting in dit geval 8 inch is.

Verdeel de diameter van elke pijp door twee om de straal voor buis één en pijp twee te krijgen. Als je het voorbeeld volgt, heb je radii van 2,5 inch en 4 inch voor respectievelijk pijp één en pijp twee.

Bereken het doorsnedegebied voor zowel pijp één als twee door het vierkant van de straal te vermenigvuldigen met het getal pi, 3.14. In de volgende voorbeeldberekening vertegenwoordigt het symbool "^" een exponent. Als u deze stap uitvoert, heeft u voor de eerste pijp: 3,14 x (2,5 inch) ^ 2 of 19,6 vierkante inch. De tweede pijp heeft een dwarsdoorsnede van 50,2 vierkante inch met dezelfde formule.

Los de continuïteitsvergelijking voor de snelheid in pijp twee op, gegeven de snelheid in buis één. De continuïteitsvergelijking is:

A1 x v1 = A2 x v2,

waarbij A1 en A2 de dwarsdoorsnedegebieden zijn van de buizen één en twee. De symbolen v1 en v2 staan ​​voor de snelheid van de lucht in de leidingen één en twee. Oplossen voor v2 heb je:

v2 = (A1 x v1) /A2.

Steek de dwarsdoorsnede gebieden en de luchtsnelheid in pijp één om de luchtsnelheid in pijp twee te berekenen. Ervan uitgaande dat de luchtsnelheid in pijp één bekend is als 20 voet per seconde, hebt u:

v2 = (19,6 vierkante inch x 20 voet per seconde) /(50,2 vierkante inch).

De luchtsnelheid in pijp twee is 7,8 voet per seconde.