Kalkulačka prietoku: L/min z objemu a času

Čo je kalkulačka prietoku?

Kalkulačka prietoku určuje, ako rýchlo sa kvapalina pohybuje systémom. Objem kvapaliny, ktorá prešla systémom, vydelí časom, ktorý na to potrebovala, a výsledok uvedie v litroch za minútu (L/min). Prietok je dôležitý pri úlohách, ako je dimenzovanie potrubia, výber čerpadla alebo kontrola dodávky vody.

Vzorec pre prietok

Vzorec pre objemový prietok je:

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

Kde:

• $Q$ = prietok v litroch za minútu (L/min)
• $V$ = objem kvapaliny v litroch (L)
• $t$ = čas v minútach (min)

Objemový prietok meria priestor, ktorý kvapalina zaberá, nie jej hmotnosť. Je to najbežnejší spôsob opisovania prúdenia v inštalatérstve, zavlažovaní a laboratórnej práci.

Ako vypočítať prietok: príklad

Predpokladajme, že hadicou pretečie 20 litrov vody za 4 minúty. Prietok je:

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

Hadicou teda v priemere pretečie 5 litrov za minútu.

Ako používať kalkulačku

1. Zadajte objem kvapaliny v litroch.
2. Zadajte čas potrebný na pretečenie kvapaliny v minútach.
3. Odčítajte prietok v litroch za minútu.
4. Pomocou tlačidla kopírovania uložte výsledok.

Čas rovný nule alebo kratší nemá pre tento vzorec fyzikálny význam, pretože delenie nulou nie je definované. Kalkulačka v takom prípade namiesto výsledku zobrazí chybu. Objem rovný nule vždy dáva nulový prietok bez ohľadu na dĺžku času.

Jednotky a prepočty

Prietok sa v závislosti od odboru často vyjadruje aj v iných jednotkách než L/min.

Ak chcete hodnotu v L/min prepočítať na inú jednotku, vynásobte ju koeficientom uvedeným nižšie.

Určenie prietoku z rýchlosti a plochy potrubia

Ak poznáme rýchlosť kvapaliny a plochu priečneho prierezu potrubia, prietok možno určiť bez priameho merania času pretekania objemu:

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

Koeficient 1000 prevádza kubické metre na litre, pretože 1 m³ sa rovná 1000 L. Napríklad kvapalina pohybujúca sa rýchlosťou 2 m/min potrubím s plochou priečneho prierezu 0,01 m² dáva:

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

V skutočných potrubiach prúdi kvapalina rýchlejšie v strede a pomalšie pri stenách, preto táto metóda používa priemernú rýchlosť v celom priečnom priereze.

Určenie prietoku z hmotnosti a hustoty

Ak poznáme hmotnostný prietok a hustotu kvapaliny, objemový prietok možno určiť zo vzorca:

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

Kde $\dot{m}$ je hmotnostný prietok (kg/min) a $\rho$ je hustota (kg/L). Je to užitočné vtedy, keď údaje o prietoku poskytuje váha namiesto nádoby. Hustota sa mení s teplotou, preto je táto metóda menej presná, keď sa teplota počas merania mení.

Použitie výpočtov prietoku

• Inštalatérstvo a zavlažovanie: dimenzovanie potrubí a výber kapacity čerpadla pre dodávku vody.
• Priemyselné procesy: nastavenie dávkovania chemikálií a kapacity chladiaceho systému.
• Medicína: nastavenie rýchlosti intravenóznej (IV) infúzie.
• Environmentálna veda: meranie prietoku v riekach a potokoch.
• HVAC: dimenzovanie vetracích potrubí a vykurovacích systémov.

Obmedzenia

Vzorec $Q = V/t$ predpokladá ustálené prúdenie nestlačiteľnej kvapaliny, teda kvapaliny, ktorej objem sa pod tlakom mení len nepatrne. Nie je vhodný pre stlačiteľné kvapaliny, napríklad plyny pri vysokom tlaku, ani pre pulzujúce prúdenie z niektorých čerpadiel. V takých prípadoch sú potrebné rovnice, ktoré zohľadňujú aj tlak a hustotu.

Často kladené otázky

Čo je prietok? Prietok je množstvo kvapaliny, ktoré prejde daným bodom systému za jednotku času. Bežnými jednotkami sú litre za minútu, galóny za minútu a kubické metre za sekundu.

Ako vypočítam prietok? Vydeľte objem kvapaliny časom, za ktorý prešla systémom: $Q = V/t$.

Čo sa stane, ak je čas nulový? Delenie nulou nie je definované, preto nemožno vypočítať prietok. Čas musí byť väčší než nula.

Ako sa prietok líši od rýchlosti? Rýchlosť je rýchlosť pohybu kvapaliny meraná v metroch za sekundu. Prietok je objem, ktorý prejde daným bodom za jednotku času. Súvisia spolu vzťahom prietok = rýchlosť × plocha priečneho prierezu.

Môže byť prietok záporný? Záporná hodnota by znamenala, že kvapalina sa pohybuje opačným smerom. V bežnom praktickom použití sa prietok uvádza ako kladné číslo a smer sa v prípade potreby uvádza osobitne.

Aký presný je jednoduchý vzorec pre prietok? Pri ustálenom prúdení kvapaliny, napríklad vody, je vzorec $Q = V/t$ presný, pretože kvapaliny sú len nepatrne stlačiteľné. Menej spoľahlivý je pri plynoch alebo kvapalinách, ktorých hustota sa počas merania výrazne mení.