Kalkulačka průtoku: L/min z objemu a času

Co je kalkulačka průtoku?

Kalkulačka průtoku určuje, jak rychle se kapalina pohybuje systémem. Vydělí objem kapaliny, který prošel systémem, časem, který k tomu byl zapotřebí, a výsledek uvede v litrech za minutu (L/min). Průtok je důležitý při úkolech, jako je dimenzování potrubí, výběr čerpadla nebo kontrola dodávky vody.

Vzorec pro výpočet průtoku

Vzorec pro objemový průtok je:

$Q = \frac{V}{t}$

Kde:

• $Q$ = průtok v litrech za minutu (L/min)
• $V$ = objem kapaliny v litrech (L)
• $t$ = doba v minutách (min)

Objemový průtok měří prostor, který kapalina zaujímá, nikoli její hmotnost. Jde o nejběžnější způsob popisu průtoku v instalatérství, zavlažování a laboratorní práci.

Jak vypočítat průtok: příklad

Předpokládejme, že hadicí proteče 20 litrů vody za 4 minuty. Průtok je:

$Q = \frac{20 \text{ L}}{4 \text{ min}} = 5 \text{ L/min}$

Hadicí tedy v průměru proteče každou minutu 5 litrů.

Jak kalkulačku používat

1. Zadejte objem kapaliny v litrech.
2. Zadejte dobu průtoku v minutách.
3. Odečtěte průtok v litrech za minutu.
4. Výsledek uložte pomocí tlačítka pro kopírování.

Doba nulová či záporná nemá pro tento vzorec fyzikální význam, protože dělení nulou není definováno. Kalkulačka v takovém případě místo výsledku zobrazí chybu. Objem rovný nule vždy dává nulový průtok, bez ohledu na délku trvání.

Jednotky a převody

Průtok se v závislosti na oboru často vyjadřuje v jiných jednotkách než L/min.

Chcete-li převést hodnotu v L/min na jinou jednotku, vynásobte ji níže uvedeným koeficientem.

Výpočet průtoku z rychlosti proudění a plochy potrubí

Pokud známe rychlost proudění kapaliny a průřezovou plochu potrubí, lze průtok zjistit bez přímého měření doby, za kterou proteče určitý objem:

$Q \text{ (L/min)} = 1000 \times v \text{ (m/min)} \times A \text{ (m}^2\text{)}$

Faktor 1000 převádí metry krychlové na litry, protože 1 m³ se rovná 1000 L. Například kapalina pohybující se rychlostí 2 m/min potrubím s průřezovou plochou 0,01 m² dává:

$Q = 1000 \times 2 \times 0.01 = 20 \text{ L/min}$

Ve skutečných potrubích proudí kapalina rychleji uprostřed a pomaleji u stěn, takže tato metoda používá průměrnou rychlost v celém průřezu.

Výpočet průtoku z hmotnosti a hustoty

Pokud známe hmotnostní průtok kapaliny a její hustotu, lze objemový průtok zjistit podle vztahu:

$Q = \frac{\dot{m}}{\rho}$

Kde $\dot{m}$ je hmotnostní průtok (kg/min) a $\rho$ je hustota (kg/L). To je užitečné v případě, kdy průtokové údaje poskytuje váha namísto nádoby. Hustota se mění s teplotou, takže při změnách teploty během měření je tato metoda méně přesná.

Kde se používají výpočty průtoku

• Instalatérství a zavlažování: dimenzování potrubí a volba kapacity čerpadla pro dodávku vody.
• Průmyslové procesy: nastavení dávkování chemikálií a kapacity chladicího systému.
• Lékařství: nastavení rychlosti intravenózní infuze.
• Vědy o životním prostředí: měření průtoku v řekách a potocích.
• HVAC: dimenzování vzduchovodů a topných systémů.

Omezení

Vzorec $Q = V/t$ předpokládá ustálené proudění nestlačitelné kapaliny, tedy kapaliny, jejíž objem se při působení tlaku téměř nemění. Není vhodný pro stlačitelné tekutiny, například plyny při vysokém tlaku, ani pro pulzující proudění některých čerpadel. V těchto případech jsou zapotřebí rovnice, které zohledňují také tlak a hustotu.

Často kladené otázky

Co je průtok? Průtok je množství kapaliny, které projde daným bodem systému za jednotku času. Běžnými jednotkami jsou litry za minutu, galony za minutu a metry krychlové za sekundu.

Jak vypočítám průtok? Vydělte objem kapaliny dobou, za kterou prošla systémem: $Q = V/t$.

Co se stane, když je čas roven nule? Dělení nulou není definováno, takže průtok nelze vypočítat. Čas musí být větší než nula.

Jak se průtok liší od rychlosti proudění? Rychlost proudění je rychlost kapaliny měřená v metrech za sekundu. Průtok je objem kapaliny, který projde daným bodem za jednotku času. Obě veličiny souvisejí vztahem průtok = rychlost proudění × průřezová plocha.

Může být průtok záporný? Záporná hodnota by znamenala, že se kapalina pohybuje opačným směrem. V praktickém použití se průtok většinou uvádí jako kladné číslo a směr se v případě potřeby uvádí samostatně.

Jak přesný je jednoduchý vzorec pro výpočet průtoku? Pro ustálené proudění kapaliny, například vody, je vzorec $Q = V/t$ přesný, protože kapaliny jsou téměř nestlačitelné. Méně spolehlivý je u plynů nebo u kapalin, jejichž hustota se během měření výrazně mění.