유량 대. 파이프 크기

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• 하겐-포이즈 유 법
• 포이즈 유 법 적용

Poiseuilles 법에 따르면 파이프 길이를 통한 유량은 파이프 반경의 네 번째 힘에 따라 달라집니다. 유속에 영향을 미치는 유일한 변수는 아닙니다. 다른 것은 파이프의 길이, 액체의 점도 및 액체가받는 압력입니다. Poiseuilles 법칙은 층류를 가정하며, 이는 낮은 압력과 작은 파이프 직경에서만 적용되는 이상입니다. 난기류는 대부분의 실제 응용 프로그램에서 중요한 요소입니다.

하겐-포이즈 유 법

프랑스 물리학 자 Jean Leonard Marie Poiseuille은 19 세기 초 유체 흐름에 대한 일련의 실험을 수행했으며 1842 년에 그의 연구 결과를 발표했습니다. Gotthilf Hagen 엔지니어는 이미 동일한 결과에 도달했습니다. 이런 이유로 물리학 자들은 때때로 포이즌 (Haise Poiseuille) 법으로 출판 된 Poiseuille의 관계를 언급합니다.

법은 다음과 같이 표현됩니다.

체적 유량 = π X 압력 차 X 파이프 반경 ⁴ X 액체 점도 / 8 X ​​점도 X 파이프 길이.

F = πPr⁴ / 8nl

이 관계를 말로 표현하면 : 주어진 온도에서, 튜브 또는 파이프를 통한 유량은 튜브의 길이에 액체의 점도에 반비례합니다. 유량은 압력 구배 및 파이프 반경의 네 번째 힘에 정비례합니다.

포이즈 유 법 적용

난기류가 중요한 경우에도 Poiseuilles 방정식을 사용하여 파이프 직경에 따라 유량이 어떻게 변하는 지에 대한 합리적으로 정확한 아이디어를 얻을 수 있습니다. 파이프의 명시된 크기는 직경의 측정치이며 Poiseuilles 법칙을 적용하려면 반경이 필요합니다. 반지름은 지름의 절반입니다.

길이가 2 인치 인 수도관을 가지고 있고 6 인치 파이프로 교체하면 유량이 얼마나 증가하는지 알고 싶다고 가정합니다. 그것은 반경 2 인치의 변화입니다. 파이프의 길이와 압력이 일정하다고 가정하십시오. 물의 온도는 온도가 감소함에 따라 물의 점도가 증가하기 때문에 일정해야합니다. 이러한 모든 조건이 충족되면 유량은 2 배만큼 변경됩니다⁴또는 16.

유량은 길이에 반비례하므로 직경을 일정하게 유지하면서 파이프 길이를 두 배로 늘리면 일정한 압력과 온도에서 단위 시간당 약 절반의 물을 얻을 수 있습니다.