体積流量は、導管のセクションを通って流れる流体の体積を決定し、それによってと流体走行速度の尺度を提供します。したがって、その測定は、とりわけ、産業、医療、建設、研究など、さまざまな分野で特に興味深いものです。
ただし、流体（液体、気体、または両方の混合物）の速度を測定することは、固体の変位速度を測定するほど簡単ではありません。したがって、流体の速度を知るためには、その流れを知る必要があります。
流体に関連するこれと他の多くの質問は、流体力学として知られる物理学のブランチによって扱われます。時間単位を考慮して、パイプライン、オイルパイプライン、河川、運河、血液導管など、導管のセクションが通過する流体の量として流れを定義します。
通常、時間の単位で特定の領域を通過する体積が計算されます。これは体積流量とも呼ばれます。特定の時間に特定の領域を通過する質量または質量流量も定義されますが、体積流量よりも使用頻度は低くなります。
計算
体積流量は、文字Qで表されます。流れが導体セクションに垂直に移動する場合、次の式で決定されます。
Q = A = V / t
この式では、Aは導体の断面（流体の平均速度）、Vは体積、tは時間です。国際システムでは、導体の面積またはセクションはm 2で測定され、速度はm / sで測定されるため、流量はm 3 / sで測定されます。
流体変位の速度が表面セクションAに垂直な方向との角度θを作成する場合、流量を決定する式は次のとおりです。
Q = A cosθ
これは前の方程式と一致しています。これは、流れが領域Aに垂直である場合、θ= 0、したがってcosθ= 1であるためです。
上記の方程式は、流体の速度が均一で、断面の面積が平坦な場合にのみ当てはまります。それ以外の場合、体積流量は次の積分によって計算されます。
Q =∫∫ S VD S
この積分では、dSは次の式で決定される表面ベクトルです。
dS = n dS
ここで、nはダクト表面に垂直な単位ベクトルであり、dSは表面微分要素です。
連続方程式
非圧縮性流体の特徴は、流体の質量が2つのセクションによって保存されることです。このため、次の関係を確立する連続方程式が満たされます。
ρ 1 A 1 V 1 =ρ 2 A 2 V 2
この方程式で、ρは流体の密度です。
密度が一定である永久的なフラックスのレジームの場合、および、したがって、ρことが満たされる1 =ρ 2、それは次式に還元されます。
A 1 V 1 = A 2 V 2
これは、流れが保存されていることを確認することと同等であり、したがって、
Q 1 = Q 2。
上記の観察から、流体は、導管のより狭い部分に到達すると加速し、導管のより広い部分に到達すると減速するということになります。流体の動きの速さで遊ぶことができるので、この事実には興味深い実用的なアプリケーションがあります。
ベルヌーイの原理
ベルヌーイの原理は、閉じた導管を通って循環して移動する理想的な流体（つまり、粘度も摩擦もない流体）の場合、そのエネルギーはその変位全体を通じて一定のままであることを決定します。
結局、ベルヌーイの原理は、流体の流れに対するエネルギー保存の法則の定式化に他なりません。したがって、ベルヌーイ方程式は次のように定式化できます。
h + v 2 / 2g + P /ρg=一定
この式で、hは高さ、gは重力による加速度です。
ベルヌーイ方程式は、いつでも流体のエネルギーを考慮します。これは、3つの成分で構成されるエネルギーです。
-流体の移動速度に起因する、エネルギーを含む運動コンポーネント。
-流体の高さの結果として、重力ポテンシャルによって生成されるコンポーネント。
-流体が圧力によって保有するエネルギーであるフローエネルギーのコンポーネント。
この場合、ベルヌーイの方程式は次のように表されます。
HρG +（V 2 ρ）/ 2 + P =一定
理論的には、実際の流体の場合、流体変位で摩擦損失が発生し、より複雑な方程式に頼る必要があるため、ベルヌーイ方程式の式は満たされません。
体積流量に何が影響しますか？
ダクトに詰まりがあると、体積流量が影響を受けます。
さらに、特にガスの場合、導管を移動する実際の流体の温度と圧力の変化により、体積流量も変化する可能性があります。これは、ガスが占める体積が、温度と圧力です。
体積流量を測定する簡単な方法
体積流量を測定する非常に単純な方法は、設定された時間の間、流体を計量タンクに流入させることです。
この方法は一般にあまり実用的ではありませんが、流体の流量を知ることの意味と重要性を理解することは非常に単純で非常に実例です。
このようにして、流体は一定期間、計量タンクに流入し、蓄積された体積が測定され、得られた結果が経過時間で除算されます。
参考文献
- 流れ（流体）（nd）。ウィキペディアで。2018年4月15日にes.wikipedia.orgから取得。
- 体積流量（nd）。ウィキペディアで。2018年4月15日、en.wikipedia.orgから取得。
- エンジニアズエッジ、LLC。「流体の体積流量方程式」。エンジニアズエッジ
- モット、ロバート（1996）。"1"。応用流体力学（第4版）。メキシコ：ピアソン教育。
- バチェラー、GK（1967）。流体力学入門。ケンブリッジ大学出版局。
- ランダウ、LD;リフシッツ、EM（1987）。流体力学。理論物理学コース（第2版）。ペルガモンプレス。