Orifis Akış Hesaplayıcı nedir?
Bu araç, statik bir yük altında keskin kenarlı bir orifisten dışarı akan sıvının hacimsel debisini tahmin eder. Torricelli yasasından türetilen ve gerçek koşullardaki büzülme ile sürtünme kayıplarını hesaba katan bir debi katsayısıyla düzeltilen klasik orifis denklemine dayanır. Hidrolik, tank boşaltma tasarımı, akışkanlar mekaniği derslerinde ve proses mühendisliğinde yaygın olarak kullanılır.
Nasıl kullanılır?
Debi katsayısını (Cd), orifisin kesit alanını (A) metrekare cinsinden, orifis merkezinin üzerindeki sıvı yüksekliğini (yük h) metre cinsinden ve yerçekimi ivmesini (g, varsayılan 9,81 m/s²) girin. Hesaplayıcı, debiyi Q olarak metreküp/saniye cinsinden ve teorik çıkış hızını size sunar.
Formülün açıklaması
Denklem $$Q = \text{C}_d \cdot \text{A} \cdot \sqrt{2 \cdot \text{g} \cdot \text{h}}$$ şeklindedir. \(\sqrt{2gh}\) terimi, Torricelli yasasından gelen teorik hızdır; yani bir akışkan parçacığının \(h\) yüksekliğinden serbest düşerken ulaşacağı hızdır. Bunu \(A\) alanıyla çarpmak ideal debiyi verir; debi katsayısı \(C_d\) (keskin kenarlı bir orifis için tipik olarak 0,60–0,65) ise bu değeri gerçek debiye indirir ve vena contracta ile viskoz etkileri yansıtır.
Örnek hesaplama
Cd = 0,62, A = 0,01 m², h = 2 m ve g = 9,81 m/s² için: hız $$\text{hız} = \sqrt{2 \times 9{,}81 \times 2} = \sqrt{39{,}24} \approx 6{,}2642 \text{ m/s}$$ olur. Buradan $$Q = 0{,}62 \times 0{,}01 \times 6{,}2642 \approx 0{,}03884 \text{ m}^3/\text{s}$$ yani yaklaşık saniyede 38,8 litre bulunur.
Sıkça Sorulan Sorular
Cd için hangi değeri kullanmalıyım? Keskin kenarlı dairesel bir orifis için Cd ≈ 0,61–0,62'dir. Yuvarlatılmış veya çan ağızlı girişlerde bu değer 0,95–0,98'e kadar çıkabilir.
Yük h nedir? Sıvının serbest yüzeyinden orifisin merkezine kadar olan dikey mesafedir.
Bu hesaplama düşen sıvı seviyesini dikkate alır mı? Hayır; verilen yükteki anlık debiyi verir. Tank boşaldıkça h azalır, dolayısıyla Q da düşer.
