यह कैलकुलेटर क्या करता है
यह टूल किसी गोल डक्ट या ऑरिफ़िस से होकर गुज़रने वाली वायु की आयतनात्मक प्रवाह दर का अनुमान लगाता है, बशर्ते आपको उस पर पड़ने वाला दबाव अंतर और पाइप का व्यास पता हो। यह बर्नौली ऊर्जा समीकरण का उपयोग करके मापे गए दबाव गिरावट को वायु वेग में बदलता है, फिर इसे अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और एक डिस्चार्ज गुणांक से गुणा करके प्रवाह निकालता है। परिणाम घन मीटर प्रति सेकंड, प्रति मिनट, प्रति घंटा और CFM में दिखाए जाते हैं।
फ़ॉर्मूला समझें
मुख्य संबंध बर्नौली प्रमेय से आता है, जो दबाव को गतिशील वायु की गतिज ऊर्जा से जोड़ता है:
$$v = \sqrt{\frac{2 \Delta P}{\rho}}$$जहाँ \(v\) = वेग m/s में, \(\Delta P\) = दबाव अंतर पास्कल में, और \(\rho\) = वायु घनत्व kg/m³ में (समुद्र तल पर 15 °C पर लगभग 1.225)। वेग ज्ञात होने पर, प्रवाह दर इस प्रकार होती है:
$$Q = C_d \cdot A \cdot v = C_d \cdot \frac{\pi d^2}{4} \cdot v$$यहाँ \(A\) = पाइप क्षेत्रफल, \(d\) = भीतरी व्यास, और \(C_d\) = डिस्चार्ज गुणांक (ज्यामिति के आधार पर सामान्यतः 0.6–0.98)।
इसका उपयोग कैसे करें
पाइप का व्यास और उसकी इकाई चुनें, दबाव अंतर पास्कल में, वायु घनत्व, और एक डिस्चार्ज गुणांक दर्ज करें। कैलकुलेटर व्यास को मीटर में बदलता है, क्षेत्रफल की गणना करता है, वेग निकालता है, और प्रवाह दर लौटाता है।
हल किया गया उदाहरण
100 mm के पाइप के लिए जिसमें \(\Delta P = 50\,\text{Pa}\), \(\rho = 1.225\), और \(C_d = 0.98\) हो:
$$v = \sqrt{\frac{2 \times 50}{1.225}} = 9.035\,\text{m/s}$$$$A = \frac{\pi (0.1)^2}{4} = 0.007854\,\text{m}^2$$$$Q = 0.98 \times 0.007854 \times 9.035 = 0.06954\,\text{m}^3/\text{s}$$
सामान्य ज्यामिति के लिए निर्वहन गुणांक
निर्वहन गुणांक \(C_d\) ऊर्जा हानि और प्रवाह संकुचन (वेना कॉन्ट्रैक्टा) के लिए खाता रखता है जो वास्तविक प्रवाह को आदर्श बर्नौली भविष्यवाणी से कम करता है। यह वास्तविक से सैद्धांतिक प्रवाह का अनुपात है, और हमेशा \(\le 1\) है। आपकी ज्यामिति के लिए सही मान चुनना इस गणना में सटीकता का सबसे बड़ा एकल स्रोत है।
| ज्यामिति | विशिष्ट \(C_d\) | नोट्स |
|---|---|---|
| तीव्र-किनारे वाला ओरिफिस | 0.60 – 0.62 | मजबूत प्रवाह संकुचन; मानक ~0.61 पतली-प्लेट ओरिफिस के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। |
| छोटी ट्यूब / नलिका प्रवेश | 0.80 – 0.82 | संकुचन के नीचे की ओर पुन: संलग्न प्रवाह कुछ दबाव को ठीक करता है। |
| प्रवाह नोजल (ISA 1932) | ~0.96 | चिकनी अभिसरण प्रोफ़ाइल हानि को काफी हद तक कम करती है। |
| वेंचुरी नोजल | 0.95 – 0.98 | क्रमिक संकुचन और विसारक; कम स्थायी दबाव हानि। |
| अच्छी तरह से गोल / घंटी-मुँह नोजल | 0.97 – 0.99 | निकट-आदर्श; न्यूनतम संकुचन, प्रवाह मानक के रूप में उपयोग किया जाता है। |
जब चिकनी पाइप या नलिका प्रवेश के लिए संदेह हो, तो \(C_d \approx 0.97\text{–}0.98\) एक उचित डिफ़ॉल्ट है; प्लेट में तीव्र छेद के लिए, \(C_d \approx 0.61\) का उपयोग करें।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
मुझे कौन सा डिस्चार्ज गुणांक इस्तेमाल करना चाहिए? एक चिकना, अच्छी तरह गोलाकार नोज़ल लगभग 0.97–0.99 के पास होता है, जबकि तेज़ किनारे वाला ऑरिफ़िस 0.6 के करीब रहता है। डक्ट के लिए संदेह होने पर 0.98 का उपयोग करें।
मुझे कौन सा वायु घनत्व दर्ज करना चाहिए? 15 °C पर समुद्र तल की मानक वायु के लिए 1.225 kg/m³ उपयुक्त है। गर्म हवा या अधिक ऊँचाई के लिए कम मान का उपयोग करें।
क्या यह केवल असंपीड्य (incompressible) प्रवाह के लिए काम करता है? यहाँ दिया गया बर्नौली रूप कम-गति, असंपीड्य प्रवाह मानता है, जो ध्वनि की गति से काफ़ी कम सामान्य वेंटिलेशन दबावों के लिए सटीक होता है।
