Kalkulator protoka: L/min iz volumena i vremena

Što je kalkulator protoka?

Kalkulator protoka određuje koliko se brzo tekućina kreće kroz sustav. Dijeli volumen tekućine koja je prošla s vremenom potrebnim za to i daje rezultat u litrima po minuti (L/min). Protok je važan pri zadacima kao što su određivanje dimenzija cijevi, odabir pumpe ili provjera opskrbe vodom.

Formula za protok

Formula za volumetrijski protok glasi:

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

Gdje:

• $Q$ = protok, u litrima po minuti (L/min)
• $V$ = volumen tekućine, u litrima (L)
• $t$ = potrebno vrijeme, u minutama (min)

Volumetrijski protok mjeri prostor koji tekućina zauzima, a ne njezinu težinu. To je najčešći način opisivanja protoka u vodoinstalaterstvu, navodnjavanju i laboratorijskom radu.

Kako izračunati protok: primjer

Pretpostavimo da kroz crijevo u 4 minuta prođe 20 litara vode. Protok je:

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

U prosjeku kroz crijevo svake minute protječe 5 litara.

Kako upotrebljavati kalkulator

1. Unesite volumen tekućine u litrima.
2. Unesite vrijeme potrebno za protjecanje u minutama.
3. Očitajte protok u litrima po minuti.
4. Gumbom za kopiranje spremite rezultat.

Vrijeme jednako nuli ili manje od nule nema fizičko značenje u ovoj formuli jer dijeljenje nulom nije definirano. U tom slučaju kalkulator umjesto rezultata prikazuje pogrešku. Volumen jednak nuli uvijek daje protok jednak nuli, bez obzira na trajanje vremena.

Jedinice i pretvorbe

Protok se, ovisno o području primjene, često izražava u jedinicama različitima od L/min.

Za pretvaranje vrijednosti u L/min u drugu jedinicu pomnožite je faktorom navedenim u nastavku.

Određivanje protoka iz brzine i površine cijevi

Ako su poznate brzina tekućine i površina poprečnog presjeka cijevi, protok se može odrediti bez izravnog mjerenja vremena protjecanja volumena:

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

Faktor 1000 pretvara kubične metre u litre jer je 1 m³ jednako 1000 L. Na primjer, za tekućinu koja se kreće brzinom 2 m/min kroz cijev s površinom poprečnog presjeka od 0,01 m² dobiva se:

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

U stvarnim cijevima protok je brži u sredini, a sporiji uz stijenke, pa se ovom metodom upotrebljava prosječna brzina kroz cijeli poprečni presjek.

Određivanje protoka iz mase i gustoće

Kada su poznati maseni protok tekućine i njezina gustoća, volumetrijski se protok može izračunati prema:

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

Pri tome je $\dot{m}$ maseni protok (kg/min), a $\rho$ gustoća (kg/L). To je korisno kada podatke o protoku daje vaga, a ne spremnik. Gustoća se mijenja s temperaturom, pa je ova metoda manje precizna kada se temperatura tijekom mjerenja mijenja.

Primjene izračuna protoka

• Vodoinstalaterstvo i navodnjavanje: određivanje dimenzija cijevi i odabir kapaciteta pumpe za opskrbu vodom.
• Industrijski procesi: podešavanje brzine doziranja kemikalija i kapaciteta rashladnog sustava.
• Medicina: podešavanje brzine intravenske (IV) infuzije.
• Znanost o okolišu: mjerenje protoka vode u rijekama i potocima.
• HVAC: određivanje dimenzija ventilacijskih kanala i sustava grijanja.

Ograničenja

Formula $Q = V/t$ pretpostavlja stalan protok nestlačive tekućine, odnosno tekućine čiji se volumen pod tlakom gotovo ne mijenja. Nije prikladna za stlačive fluide, poput plinova pod visokim tlakom, ni za pulsirajući protok nekih pumpi. Za te slučajeve potrebne su jednadžbe koje uzimaju u obzir i tlak i gustoću.

Često postavljana pitanja

Što je protok? Protok je količina tekućine koja u jedinici vremena prođe kroz neku točku sustava. Uobičajene su jedinice litre po minuti, galoni po minuti i kubični metri u sekundi.

Kako izračunati protok? Podijelite volumen tekućine s vremenom potrebnim da prođe kroz sustav: $Q = V/t$.

Što se događa ako je vrijeme jednako nuli? Dijeljenje nulom nije definirano pa se protok ne može izračunati. Vrijeme mora biti veće od nule.

Po čemu se protok razlikuje od brzine? Brzina opisuje koliko se brzo tekućina kreće i mjeri se u metrima po sekundi. Protok je volumen koji u jedinici vremena prođe kroz neku točku. Povezani su izrazom protok = brzina × površina poprečnog presjeka.

Može li protok biti negativan? Negativna vrijednost značila bi da se tekućina kreće u suprotnom smjeru. U većini praktičnih primjena protok se navodi kao pozitivan broj, a smjer se navodi zasebno ako je važan.

Koliko je precizna jednostavna formula za protok? Za stalan protok tekućine poput vode formula $Q = V/t$ precizna je jer se tekućine gotovo ne mogu stlačiti. Manje je pouzdana za plinove ili tekućine čija se gustoća tijekom mjerenja primjetno mijenja.