Kalkulator Kadar Aliran: L/min dari Isipadu dan Masa

Apakah kalkulator kadar aliran?

Kalkulator kadar aliran menentukan kelajuan pergerakan bendalir melalui sesuatu sistem. Kalkulator ini membahagikan isi padu bendalir yang telah mengalir dengan masa yang diambil, lalu memberikan hasil dalam liter seminit (L/min). Kadar aliran penting untuk tugas seperti menentukan saiz paip, memilih pam atau memeriksa bekalan air.

Formula kadar aliran

Formula bagi kadar aliran isipadu ialah:

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

Dengan:

$Q$ = kadar aliran, dalam liter seminit (L/min)
$V$ = isipadu bendalir, dalam liter (L)
$t$ = masa yang diambil, dalam minit (min)

Kadar aliran isipadu mengukur ruang yang diambil oleh bendalir, bukannya beratnya. Ini ialah cara yang paling lazim untuk menerangkan aliran dalam kerja paip, pengairan dan makmal.

Cara mengira kadar aliran: contoh

Katakan 20 liter air mengalir melalui hos dalam masa 4 minit. Kadar alirannya ialah:

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

Secara purata, 5 liter mengalir melalui hos itu setiap minit.

Cara menggunakan kalkulator

Masukkan isipadu bendalir dalam liter.
Masukkan masa yang diambil untuk aliran itu berlaku, dalam minit.
Baca kadar aliran dalam liter seminit.
Gunakan butang salin untuk menyimpan hasilnya.

Masa sifar atau kurang tidak mempunyai makna fizik bagi formula ini kerana pembahagian dengan sifar tidak ditakrifkan. Dalam keadaan itu, kalkulator memaparkan ralat dan bukannya hasil. Isipadu sifar sentiasa menghasilkan kadar aliran sifar, tanpa mengira tempoh masa.

Unit dan penukaran

Kadar aliran sering dinyatakan dalam unit selain L/min, bergantung pada bidangnya.

Unit	Singkatan	Kegunaan lazim
Liter seminit	L/min	Penggunaan umum, perubatan, makmal
Meter padu sesaat	m³/s	Unit SI, kejuruteraan berskala besar
Gelen AS seminit	GPM	Paip dan penarafan pam di AS
Kaki padu seminit	CFM	Pemanasan dan pengudaraan (HVAC)

Untuk menukar nilai dalam L/min kepada unit lain, darabkan nilai itu dengan faktor di bawah.

Unit sasaran	Darabkan L/min dengan
m³/s	0.0000167
GPM (AS)	0.264
CFM	0.0353

Menentukan kadar aliran daripada halaju dan luas paip

Jika halaju bendalir dan luas keratan rentas paip diketahui, kadar aliran boleh ditentukan tanpa mengukur masa bagi isipadu secara langsung:

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

Faktor 1000 menukarkan meter padu kepada liter kerana 1 m³ bersamaan dengan 1000 L. Contohnya, bendalir yang bergerak pada 2 m/min melalui paip yang mempunyai luas keratan rentas 0.01 m² menghasilkan:

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

Paip sebenar mempunyai aliran yang lebih laju di bahagian tengah dan lebih perlahan berhampiran dinding. Oleh itu, kaedah ini menggunakan halaju purata merentasi seluruh keratan rentas.

Menentukan kadar aliran daripada jisim dan ketumpatan

Apabila kadar aliran jisim dan ketumpatan bendalir diketahui, kadar aliran isipadu boleh ditentukan daripada:

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

Dengan $\dot{m}$ ialah kadar aliran jisim (kg/min) dan $\rho$ ialah ketumpatan (kg/L). Kaedah ini berguna apabila penimbang, bukannya bekas, memberikan data aliran. Ketumpatan berubah mengikut suhu, jadi kaedah ini kurang tepat apabila suhu berubah semasa pengukuran.

Kegunaan pengiraan kadar aliran

Kerja paip dan pengairan: menentukan saiz paip serta kapasiti pam bagi bekalan air.
Proses perindustrian: menetapkan kadar dos bahan kimia dan kapasiti sistem penyejukan.
Perubatan: menetapkan kadar titisan intravena (IV).
Sains alam sekitar: mengukur kadar aliran keluar di sungai dan anak sungai.
HVAC: menentukan saiz salur pengudaraan dan sistem pemanasan.

Had

Formula $Q = V/t$ mengandaikan aliran mantap bagi bendalir tak termampat, iaitu cecair yang isipadunya hampir tidak berubah di bawah tekanan. Formula ini tidak sesuai untuk bendalir termampat seperti gas pada tekanan tinggi atau aliran berdenyut daripada sesetengah pam. Keadaan tersebut memerlukan persamaan yang turut mengambil kira tekanan dan ketumpatan.

Soalan lazim

Apakah kadar aliran? Kadar aliran ialah jumlah bendalir yang melalui suatu titik dalam sistem bagi setiap unit masa. Unit yang lazim digunakan ialah liter seminit, gelen seminit dan meter padu sesaat.

Bagaimanakah kadar aliran dikira? Bahagikan isipadu bendalir dengan masa yang diambil untuk bendalir itu melalui sistem: $Q = V/t$ .

Apakah yang berlaku jika masa ialah sifar? Pembahagian dengan sifar tidak ditakrifkan, jadi kadar aliran tidak boleh dikira. Masa mestilah lebih besar daripada sifar.

Apakah perbezaan antara kadar aliran dengan halaju? Halaju ialah kelajuan bendalir, yang diukur dalam meter sesaat. Kadar aliran ialah isipadu yang melalui suatu titik bagi setiap unit masa. Kedua-duanya berkaitan melalui kadar aliran = halaju × luas keratan rentas.

Bolehkah kadar aliran bernilai negatif? Nilai negatif bermaksud bendalir bergerak dalam arah berlawanan. Dalam kebanyakan penggunaan praktikal, kadar aliran dinyatakan sebagai nombor positif, manakala arah dinyatakan secara berasingan jika diperlukan.

Sejauh manakah ketepatan formula kadar aliran ringkas? Bagi aliran mantap cecair seperti air, formula $Q = V/t$ adalah tepat kerana cecair hampir tidak termampat. Formula ini kurang boleh dipercayai bagi gas atau bendalir yang ketumpatannya berubah dengan ketara semasa pengukuran.

Kalkulator Kadar Aliran: L/min dari Isipadu dan Masa