如何在Excel中计算流速

流速可能很难计算,但如果您拥有所有必需的部分,我们可以创建一些简单的 Excel 公式来为您完成工作。

内容:

1. 什么是流量

1.1 何时使用每个公式

2. 计算理想流体的流量

3. 用压力计算流量

什么是流量

流速,通常表示为“Q”,是许多工程领域的基本指标。它有助于量化在特定条件下每单位时间内通过的流体量。计算流速的两个最基本的公式是

Q = A * v 

(用于明渠和管道)和

Q = (πΔpr4) / (8μL)

(用于压力下管道中的流体流动)。

何时应使用每个流速公式?

Q = A * v该公式主要用于流体动力学,以确定明渠(如河流或溪流)和管道中的流速,其中流体自由流动且没有任何显着压力。此公式要求您知道流体的横截面积 (A) 和速度 (v)。它基于质量守恒的基本原理,并假设均匀、稳定的流动。

Q = (πΔpr4) / (8μL)该公式源自哈根-泊塞耶方程,该方程描述了粘性流体通过管道的流动。当流体处于压力下时,例如在封闭管道系统中,它被使用。该公式需要了解流体粘度 (μ)、管道长度 (L)、压力变化 (Δp) 和管道半径 (r)。该公式最适用于层流条件、长而窄的管道和不可压缩的牛顿流体。

如何计算理想流体的流速

在 excel 中计算理想流体的流速

Q = A * v 是计算流速的最简单方法之一,其中“A”是流动的横截面积,“v”是流动的速度。我们假设流动是均匀的,这意味着速度在整个横截面上是恒定的。

首先输入您的数据。在一列中,列出所有横截面积,在另一列中,列出所有速度。

Excel中的流量公式

如果您知道管道的面积,则不需要管道的直径或半径。但如果没有,则需要使用圆的面积公式 (A = πr²) 计算横截面积。

所以我们取我们的直径,并输入这个公式来转换为面积。B3是你的直径。

= PI()*(B3/2)^2
= PI()*(diameter/2)^2
如何计算流速 Q= A*v

接下来,为每个横截面输入相应的速度值。

最后,编写公式以计算流速 (Q = A * v) 为 = D3/144 * C3。我们在这里将速度除以 144,以从面积计算中使用的平方英寸转换为速度所在的平方英尺。

= D3/144*C3
= velocity * area
Excel流速单位换算

请务必仔细检查您的度量单位,以确保它们在所有数据和计算中保持一致。例如,如果您的面积以平方米 (m²) 为单位,速度以米/秒 (m/s) 为单位,则您的流速将以立方米每秒 (m³/s) 为单位。

如何使用压力变化计算流量

如何使用压力变化计算流量

如果需要计算流体在压力下的流速,则需要第二个公式。您需要使用的公式称为哈根-泊苏耶方程:

Q = (πΔpr4/8μL)

让我们从分解公式中的每个术语开始。

Q – 流速,即单位时间内流过给定点的流体体积

π – 数学常数 pi,大约等于 3.14159

Δp – 管道长度上的压力变化

r – 管道半径

μ – 流体的动态粘度。它是流体抗剪切或流动阻力的量度

L – 流体流经的管道长度

一旦您将公式的所有部分都放在表格中,如下所示:

在excel中使用压力公式计算流量

我们可以使用以下公式计算流速:

= (PI() * pressure_change * (radius^4))/(8 * viscosity * length)
= (PI()*D10*(E10^4))/(8*B10*C10)
Excel 中的哈根-泊苏耶方程
流速的哈根-泊苏耶公式
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