Borularda Su Hızı Nasıl Hesaplanır?

Borulardaki su hızını hesaplamak için nasıl bir formül kullanılır? Borularda su hızı hesaplama, Poiseuille Yasası nedir, formülü, hakkında bilgi.

Borularda Su Hızı Nasıl Hesaplanır?

Fizikçiler ve mühendisler, suyun boru içerisindeki hızını tahmin etmek için Poiseuille yasasını kullanır. Bu yasa, akışın laminer olduğu varsayımına dayanmaktadır; bu, küçük kılcal borular için su akışına uygun yaklaşımdır. Türbülanslı akış, neredeyse her zaman daha büyük borularda, akışkanın boru çeperleri ile etkileşiminden kaynaklanan sürtünme faktörü varsa oluşur. Bu faktörlerin, özellikle türbülansın ölçülmesi zordur ve Poiseuille yasası her zaman doğru bir yaklaşım vermez. Bununla birlikte, bu yasa boru boyutlarını değiştirdiğinizde akış hızının nasıl değiştiği konusunda size iyi bir fikir verebilir.

Poiseuille Yasası formülü, $\displaystyle F=\frac{\pi \left( {{P}_{1}}-{{P}_{2}} \right){{r}^{4}}}{8\eta L}$ , burada F akış hızı, r boru yarıçapı, L boru uzunluğu, η akışkan viskozitesi ve P1-P2’nin borunun iki ucundaki basınç farkıdır.

Poiseuille Yasası

Poiseuille yasası bazen Hagen-Poiseuille yasası olarak da adlandırılır, çünkü 1800’lerde bir çift araştırmacı, Fransız fizikçi Jean Leonard Marie Poiseuille ve Alman hidrolik mühendisi Gotthilf Hagen tarafından geliştirilmiştir. Bu kanuna göre, L ve yarıçapı r olan bir boru boyunca akış hızı (F):

$\displaystyle F=\frac{\pi \left( {{P}_{1}}-{{P}_{2}} \right){{r}^{4}}}{8\eta L}$

burada P1-P2, borunun uçları ile arasındaki basınç farkıdır, η akışkanın viskozitesidir.

Bu oranı tersine çevirerek, ilgili bir miktarı, akım (R) direncini elde edebilirsiniz:

$\displaystyle R=\frac{1}{F}=\frac{8\eta L}{\pi \left( {{P}_{1}}-{{P}_{2}} \right)}{{r}^{4}}$

Sıcaklık değişmediği sürece, suyun viskozitesi sabit kalır ve sabit bir basınç ve sabit boru uzunluğu altındaki bir su sistemindeki akış hızını düşünüyorsanız, Poiseuille yasasını aşağıdaki gibi yeniden yazabilirsiniz:

$\displaystyle F=K{{r}^{4}}$ , ki burada K bir sabittir.