คำนวณอัตราการไหลอย่างไร?

อัตราการไหลเป็นตัวชี้วัดสำคัญในพลศาสตร์ของไหล ซึ่งแสดงถึงปริมาตรของไหลที่เคลื่อนผ่านระบบในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การคำนวณอัตราการไหลอย่างแม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบำบัดน้ำ การแปรรูปสารเคมี และระบบ HVAC ด้านล่างนี้ เราจะมาสำรวจวิธีการต่างๆ ในการคำนวณอัตราการไหลและปัจจัยที่อาจส่งผลต่อวิธีการดังกล่าว

สูตรอัตราการไหลพื้นฐาน

วิธีที่พบมากที่สุดในการคำนวณอัตราการไหลคือการใช้สูตร:

ที่ไหน:

• โดยทั่วไป อัตราการไหล จะวัดเป็นลิตรต่อวินาที (L/s) หรือแกลลอนต่อนาที (GPM)
• ปริมาตร คือปริมาณของเหลว (เป็นลิตร แกลลอน เป็นต้น)
• เวลา คือ ช่วงเวลาที่ของไหลกำลังเคลื่อนที่

ตัวอย่างเช่น หากน้ำ 500 ลิตรผ่านระบบในเวลา 10 นาที อัตราการไหลจะเป็นดังนี้:

การคำนวณอัตราการไหลโดยใช้พื้นที่หน้าตัดและความเร็ว

เมื่อคุณทราบความเร็วของของเหลวและพื้นที่หน้าตัดของท่อหรือช่องทาง คุณสามารถใช้สูตรนี้ได้:

ที่ไหน:

• ความเร็ว คือความเร็วของของเหลว (วัดเป็นเมตรต่อวินาทีหรือฟุตต่อวินาที)
• พื้นที่หน้าตัด คือพื้นที่ภายในของท่อ (วัดเป็นตารางเมตรหรือตารางฟุต)

พื้นที่หน้าตัดของท่อกลมคำนวณได้โดยใช้:

โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

ตัวอย่างการคำนวณ

สมมติว่าคุณมีท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 เมตร และของเหลวกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 เมตรต่อวินาที ขั้นแรก ให้คำนวณพื้นที่หน้าตัด:

จากนั้นใช้สูตรคำนวณอัตราการไหลดังนี้

ซึ่งหมายความว่าอัตราการไหลเท่ากับ 0.392 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที

อัตราการไหลในระบบปิด

ในระบบปิด เช่น ปั๊มหรือท่อ อัตราการไหลสามารถคำนวณได้โดยการวัดความแตกต่างของความดันและทราบลักษณะของท่อ ตัวอย่างเช่น สมการของเบอร์นูลลีและหลักการพลศาสตร์ของไหลอื่นๆ มักใช้ในการคำนวณอัตราการไหลในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น

บทสรุป

การคำนวณอัตราการไหลมีความจำเป็นสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพระบบของไหลในอุตสาหกรรมต่างๆ ไม่ว่าคุณจะวัดปริมาตรของไหลในช่วงเวลาหนึ่ง ใช้ความเร็วและพื้นที่หน้าตัด หรือใช้หลักการพลศาสตร์ของไหลขั้นสูง การมีข้อมูลอัตราการไหลที่แม่นยำจะช่วยให้การดำเนินงานมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้