वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट क्या है?
वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट (Q) यह मापता है कि किसी दिए गए क्रॉस-सेक्शन से प्रति इकाई समय में कितनी मात्रा में तरल पदार्थ गुज़रता है। यह फ्लूइड मैकेनिक्स, प्लंबिंग, HVAC, हाइड्रॉलिक्स और प्रोसेस इंजीनियरिंग में एक बुनियादी अवधारणा है। इसका सबसे सरल संबंध कंटीन्युटी सिद्धांत से आता है: प्रवाह दर पाइप या चैनल के क्रॉस-सेक्शनल एरिया और उसमें से बहने वाले तरल के औसत वेग के गुणनफल के बराबर होती है।
सूत्र
मुख्य समीकरण है \(Q = A \cdot v\), जहाँ:
$$Q = \text{Area (m}^2\text{)} \times \text{Velocity (m/s)}$$Q = वॉल्यूमेट्रिक फ्लो रेट (m³/s), A = प्रवाह की दिशा के लंबवत क्रॉस-सेक्शनल एरिया (m²), और v = औसत प्रवाह वेग (m/s)। चूँकि यह कैलकुलेटर SI इकाइयों में काम करता है, परिणाम क्यूबिक मीटर प्रति सेकंड में आता है, जिसे सुविधा के लिए हम लीटर प्रति मिनट (×60,000) और US गैलन प्रति मिनट (×15,850.32) में भी बदल देते हैं।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
पाइप या डक्ट का क्रॉस-सेक्शनल एरिया वर्ग मीटर में और औसत प्रवाह वेग मीटर प्रति सेकंड में दर्ज करें। गोल पाइप के लिए एरिया \(A = \pi \cdot r^2\) के रूप में निकालें, जहाँ r भीतरी त्रिज्या है। तीन सामान्य इकाइयों में प्रवाह दर पाने के लिए कैलकुलेट दबाएँ।
हल किया गया उदाहरण
मान लीजिए पानी एक ऐसे पाइप से बहता है जिसका क्रॉस-सेक्शनल एरिया 0.05 m² है और औसत वेग 2 m/s है। तब $$Q = 0.05 \times 2 = 0.1 \ \text{m}^3\text{/s}$$ बदलने पर: \(0.1 \times 60{,}000 = 6{,}000 \ \text{L/min}\) और \(0.1 \times 15{,}850.32 \approx 1{,}585 \ \text{GPM}\)।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
गोल पाइप का एरिया कैसे निकालें? \(A = \pi \times (\text{व्यास}/2)^2\) का उपयोग करें। 0.2 m व्यास वाले पाइप के लिए, \(A = \pi \times 0.1^2 \approx 0.0314 \ \text{m}^2\)।
कौन सा वेग इस्तेमाल करूँ? क्रॉस-सेक्शन के पार औसत (मीन) वेग का उपयोग करें, न कि केंद्र-रेखा का सर्वोच्च वेग, जो लैमिनार फ्लो में अधिक होता है।
क्या इसमें घर्षण या टर्बुलेंस शामिल है? नहीं। \(Q = A \cdot v\) एक आदर्श कंटीन्युटी संबंध है। दबाव हानि और घर्षण के लिए Darcy-Weisbach जैसे अतिरिक्त समीकरणों की ज़रूरत होती है।
