প্রবাহ হার ধ্রুবক: কেন, কিভাবে এবং সমস্যা

নিবন্ধে আমরা পাইপিং সিস্টেমে এটি কীভাবে কাজ করে তার একটি ফোকাস সহ "প্রবাহ হার ধ্রুবক" বিষয়টি তদন্ত করব। নীচে আমরা এর সাথে সম্পর্কিত তথ্য নিয়েও আলোচনা করছি "প্রবাহের হার স্থির।"

হ্যাঁ, প্রবাহের হার শুধুমাত্র কিছু নির্দিষ্ট মান অবস্থার অধীনে ধ্রুবক। একটি উন্মুক্ত ব্যবস্থায় তরল পদার্থ বা গ্যাস সিস্টেমের একটি গতিতে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সরানো নেট বল প্রয়োগ করে পাইপ বা চ্যানেলের সমান্তরাল অক্ষের সাথে মান তাপমাত্রা এবং চাপে।

একটি উন্মুক্ত ব্যবস্থায় একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে কিছু আদর্শ অবস্থায় তরল পদার্থগুলি ভারসাম্যহীন বল দ্বারা গতিতে চলে যায়, একে প্রবাহ হার বলে।

প্রবাহ হার স্থির
প্রবাহ হার
ইমেজ ক্রেডিট- উইকিমিডিয়া কমন্স

সার্জারির প্রবাহ হার দুটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। সেগুলো নিচে দেওয়া হল,

ভর প্রবাহ হার

আয়তনের প্রবাহ হার

ভর প্রবাহ হার:

ভরের রূপান্তর আইন থেকে আমরা ভর প্রবাহ হার সম্পর্কে একটি স্পষ্ট ধারণা পাই। এর রূপান্তর ভর প্রবাহ হার বলে যে, একটি নির্দিষ্ট বস্তুর ভরের পরিমাণ তৈরি বা ধ্বংস করা যায় না। লিভারের ভারসাম্য দ্বারা শরীরের ভর পরিমাপ করা হয়।

ভর প্রবাহ হার হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, একটি বস্তু যা ভর ধারণ করে মান তাপমাত্রা এবং চাপে স্থির থাকে যখন বাহ্যিকভাবে পাইপ বা চ্যানেলে বল প্রয়োগ করা হয়।

ভর প্রবাহ হারের সূত্র হল,

ভর প্রবাহের হার = (তরল পদার্থের ঘনত্ব)* (তরল পদার্থের বেগ)* (সিস্টেমের ক্রস বিভাগীয় এলাকা)

গাণিতিকভাবে একে এভাবে প্রকাশ করা যায়,

ṁ= ρVA

কোথায়,

ρ = তরল পদার্থের ঘনত্ব

V = তরল পদার্থের বেগ

A = ক্রস বিভাগীয় এলাকা

যখন আমরা উপরের সমীকরণের মধ্য দিয়ে যাই ভর প্রবাহ হার সহজেই চিনতে পারে যে, ভর প্রবাহ হার নির্ভর করে ঘনত্ব এবং বেগের উপর তরল পদার্থ, ক্ষেত্রফল এবং নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপে এই তিনটি পরামিতির সাথে এর সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে।

ভর প্রবাহ হারের একক হল প্রতি সেকেন্ডে কিলোগ্রাম (কেজি/সেকেন্ড)।

আরও পড়ুন সম্পর্কে ভর প্রবাহ হার: গুরুত্বপূর্ণ সম্পর্ক এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

আয়তনের প্রবাহ হার:

ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ হারের সাহায্যে আমরা পাইপিং সিস্টেমে পাইপের ভিতরে কত আয়তন তা বুঝতে পারি।

ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ হার একটি বস্তুর জন্য অভ্যন্তরীণ ভলিউম বহিরাগত প্রযোজ্য বল দ্বারা একটি নির্দিষ্ট স্থান থেকে এক এলাকা থেকে অন্য জায়গায় সরানো হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।

ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের সূত্র হল,

আয়তনের প্রবাহ হার = তরল পদার্থের প্রবাহ বেগ * খোলা সিস্টেমের ক্রস সেকশন এলাকা

গাণিতিকভাবে ভলিউমেট্রিক প্রবাহের হার এভাবে লেখা যেতে পারে,

Q = vA

কোথায়,

Q = তরল পদার্থের আয়তনের প্রবাহ হার

V = তরল পদার্থের বেগ

A = খোলা সিস্টেমের ক্রস বিভাগীয় এলাকা

যখন আমরা উপরের সমীকরণের মধ্য দিয়ে যাই তখন আমরা সহজেই ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের সম্পর্ক চিনতে পারি, বেগ এবং ক্রস সেকশন এলাকা একে অপরের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এর একক আয়তনের প্রবাহ হার প্রতি সেকেন্ডে ঘনমিটার।

800px কার্নোট হিট ইঞ্জিন 2.svg 1
আয়তনের প্রবাহ হার
চিত্র ক্রেডিট - উইকিপিডিয়া

আরও পড়ুন সম্পর্কে ভলিউমেট্রিক ফ্লো মিটার: এটি সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ ধারণা

কেন প্রবাহ হার ধ্রুবক?

যদি আমরা ধারাবাহিকতার সমীকরণের মধ্য দিয়ে যাই তাহলে পাইপ বা চ্যানেলের প্রবাহের হার পাইপিং সিস্টেমের প্রতিটি বিন্দুর সমান। অন্য কথায় আমরা বলতে পারি পাইপ বা চ্যানেলের প্রবাহ এবং বহিঃপ্রবাহের হার সমান।

প্রবাহ হার শুধুমাত্র অসংকোচনীয় তরল জন্য ধ্রুবক. প্রবাহ হার পাম্প আউটপুট চাপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত করা যেতে পারে.

পাম্প এমন একটি যন্ত্র যার মাধ্যমে তরলকে পাইপিং সিস্টেমে পাম্প করা হয়। পাম্প দ্বারা আউটপুট চাপ নিয়ন্ত্রণ যার সাথে পিছনের চাপ নিয়ন্ত্রক সংযুক্ত থাকে।

কিভাবে প্রবাহ হার ধ্রুবক?

প্রবাহ হার একটি শিল্প এলাকার একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর. এই প্যারামিটারের সাহায্যে আমরা সহজেই পাইপ বা চ্যানেলের ভেতরের অবস্থা বুঝতে পারি। এই পরামিতি প্রক্রিয়ার খরচ কমায় এবং পুরো সিস্টেম বজায় রাখতে সাহায্য করে।

তরলের ঘনত্ব অপরিবর্তিত থাকলে প্রবাহের হার স্থির। পাইপিং সিস্টেমে তরল পদার্থটি পাইপ বা চ্যানেলের সমান্তরাল অক্ষের মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট ক্রস বিভাগীয় এলাকায় প্রবাহিত হয়, এই সময়ে ল্যামিনার প্রবাহ লক্ষ্য করা যায়।

ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হার ধ্রুবক?

ভলিউম্যাট্রিক পাইপিং এ প্রকৌশল ক্ষেত্রে ব্যবহৃত প্রবাহ হার পদ্ধতি. ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ হারের মূল উদ্দেশ্য হল তরল পদার্থের জন্য পাইপ বা চ্যানেলে ভলিউমের পরিমাণ পরিমাপ করা। প্রবাহিত তরলে অণু পরিমাপ করতে ব্যবহৃত ভর প্রবাহ হার।

একটি গ্যাস বা তরলের ভলিউম্যাট্রিক হার শুধুমাত্র তখনই স্থির থাকে যখন ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের মান অপরিবর্তিত অবস্থায় পরিমাপ করা হয় যা প্রধানত কাল্পনিক।

ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ হার শুধুমাত্র ধ্রুবক চাপ অপরিবর্তিত এবং আদর্শ গ্যাস এবং আদর্শ তরলের জন্য তাপমাত্রা।

ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হার কিভাবে ধ্রুবক?

ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারকে 3-মাত্রিক ক্রস-বিভাগীয় এলাকায় বর্তমান গ্যাস বা তরল পদার্থ একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপে চলমান হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।

যখন তরল পদার্থটি পাইপিং সিস্টেমে একটি পাইপ বা একটি চ্যানেলের মাধ্যমে প্রবাহিত হয় তখন তরল পদার্থের আয়তন নির্দিষ্ট সময়ে অসংকোচনীয়ের কাছাকাছি থাকে।

সার্জারির ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের মাত্রা হল,L3T-1.

প্রবাহ হার ধ্রুবক এবং কিভাবে প্রবাহ হার ধ্রুবক আছে সমস্যা

সমস্যা: একটি জলের ট্যাঙ্কে জল ছাদের উপরে পাম্প করা হয়। জলের ট্যাঙ্কটি 7-এ অবস্থিতth বাড়ির মেঝে। পাইপলাইন দিয়ে পানি প্রবাহিত হয়। পাইপলাইনের পাইপ দিয়ে পানি চলাচল করা হয় 10 ফুট/সেকেন্ড। পাইপের প্রস্থ হল 36 ইঞ্চি। এখন পাইপে জলের প্রবাহের হারের পরিমাণ গণনা করুন।

সমাধান:

প্রদত্ত তথ্য হল, v = 10 ফুট/সেকেন্ড

আমরা জানি পাইপের ক্ষেত্রফলের সূত্র হল,

A = π xr2 = = 0.785 x D x D = 0.785 x 3 x 3 = 7.06 ফুট2

এখন ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হার সূত্র হল,

Q = জলের বেগ * পাইপের ক্রস বিভাগীয় এলাকা

Q = 70.6 ফুট3/sec = (70.6ft3 x 60sec x 7.48gal)/(সেকেন্ড x 1মিনিট x 1ফুট3) = 31,685 জিপিএম

জলের পাইপের প্রবাহের হার হল ৩১,৬৮৫ জিপিএম।

সমস্যা: XYZ নামের একটি শিল্পে চারটি তেলের ট্যাঙ্ক রয়েছে। সমস্ত তেল ট্যাঙ্ক তেল সরবরাহকারী ট্যাঙ্কের সাথে সংযুক্ত থাকে। তেলের ঘনত্ব 489 কেজি প্রতি ঘনমিটার এবং বেগ 10.9 মিটার প্রতি সেকেন্ডে। তেল ট্যাঙ্কের পাইপের ব্যাস প্রায় 6 সেমি। ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের মান নির্ধারণ করুন।

সমাধান:

প্রদত্ত তথ্য হল, d = 6 সেমি, v = 10.9 m/s

ব্যাসার্ধ = r = d/2 = 6/2 = 3 সেমি

A = π xr2 =π x 32 = 28.26 সেমি2 x 1মি2/100 সেমি2 = 0.2826 মি2

Q = A xv = 0.2826 x 10.9 = 3.080 ঘনমিটার প্রতি সেকেন্ডে।

তাহলে আয়তনের প্রবাহ হার পাইপের মিটার প্রতি 3.08 কিউবিক।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন:

প্রশ্নঃ ধারাবাহিকতার সমীকরণ ব্যাখ্যা কর।

সমাধান: যখন তরল পদার্থ প্রবাহিত হয় a নল তরলের প্রবণতা হল ভলিউম বজায় রাখা। এই অবস্থায় তরল সংকোচনযোগ্য নয়।

একটি অসংকোচনযোগ্য তরল পদার্থ যা একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি চ্যানেল বা একটি পাইপের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ক্রস বিভাগীয় এলাকায় প্রবাহিত হয় তারপর পাইপিং সিস্টেমে তরল পদার্থের পরিমাণ একই এবং পাইপ বা চ্যানেলের প্রতিটি অংশ . এটাই ধারাবাহিকতার সমীকরণ।

গাণিতিকভাবে একে এভাবে প্রকাশ করা যায়,

Q1 = প্রশ্ন2 = প্রশ্ন3 =Q4 =………………

a1v1 = একটি2v2 = একটি3v3 = একটি4v4 =…………..

সমস্যা: একটি বাড়িতে একটি জলের ট্যাঙ্ক বাড়ির ছাদে অবস্থিত। জলের ট্যাঙ্কের সাথে সংযুক্ত পাইপ লাইনের মাধ্যমে পুরো বাড়িতে জল সরবরাহ করা হয়। পাইপের মধ্য দিয়ে পানি প্রতি সেকেন্ডে 0.9 মিটার প্রবাহিত হয়। এখন যেখান থেকে প্রবাহ নির্গত হয় তা হল সোর্সিং পাইপের এক তৃতীয়াংশ। পাইপলাইনের মধ্য দিয়ে যে গতিতে পানি প্রবাহিত হচ্ছে তার পরিমাণ নির্ণয় করুন।

সমাধান: দেওয়া তথ্য, v1 = 0.90 মিটার প্রতি সেকেন্ডে

আমরা জানি ধারাবাহিকতার সমীকরণ হল,

A1v1 = ক2v2

A2 = 1/3A1

A2 = 1/3A1v2

v2 = 3 xv1= 3 x 0.90 মিটার/সেকেন্ড = 2.7 মিটার প্রতি সেকেন্ড

পাইপের মধ্য দিয়ে যে গতিতে পানি প্রবাহিত হয় তার পরিমাণ প্রতি সেকেন্ডে ২.৭ মিটার।

প্রশ্ন: ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হারের বিকল্প সূত্র কী?

সমাধান: ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হার লেখার আরেকটি উপায় হল,

আয়তনের প্রবাহ হার =Q ​​= V/t ……eqn(1)

একটি পাইপে যেখান থেকে তরল প্রবাহিত হয় সেখানে ভলিউম্যাট্রিক প্রবাহ এভাবে লেখা যেতে পারে,

V = Ad …..eqn(2)

যেখানে, V = পাইপের মধ্যে তরলের আয়তন

A = পাইপে প্রবাহিত তরলের ক্রস বিভাগীয় এলাকা

d = পাইপের প্রস্থ

এখন আমরা নলাকার পাইপের জন্য ভলিউম্যাট্রিক হার লিখতে পারি,

Q = V/t = Ad/t

d/t শব্দটি পাইপের নির্দিষ্ট ব্যাসের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সময়ে প্রবাহিত তরল প্রকাশ করার জন্য লেখা হয়।

eqn (1) এবং eqn (2) তুলনা করলে আমরা পাই,

প্রশ্ন = Av [v = d/t]

যেখানে, A = পাইপিং সিস্টেমে পাইপের ক্রস বিভাগীয় এলাকা।

আমরা আরও জানি যে, এলাকার জন্য সূত্র,

A = π xr2

সুতরাং উপরের সমীকরণে আমরা তিনটি প্যারামিটার পাব।

1. যদি ক্ষেত্রফল এবং ঘনত্ব দেওয়া হয় তবে আমরা সহজেই বেগের মান নির্ণয় করতে পারি।

2. অন্যভাবে যদি ঘনত্ব এবং বেগ দেওয়া হয় তবে আমরা ক্ষেত্রফলের মানও গণনা করতে পারি।

3. এবং অবশেষে বেগ এবং ক্ষেত্রফল দেওয়া হয় তারপর তরলের ঘনত্বের মান আমরা গণনা করতে পারি।

প্রশ্নঃ অসংকোচনীয় তরল কি?

সমাধান: সমস্ত তরল পদার্থের মধ্যে সংকোচনযোগ্য প্রবাহ দৃশ্যমান.

অসংকোচনীয় প্রবাহ: যখন একটি তরল পদার্থ নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপে একটি নির্দিষ্ট সময়ে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে ক্রস বিভাগীয় অঞ্চলে প্রবাহিত হয়, যদি সেই সময়ে উড়ে যাওয়া পদার্থের বেগ এবং ঘনত্ব অপরিবর্তিত থাকে তাকে অসংকোচনীয় প্রবাহ বলে।

অসংকোচনীয় তরল কি?

সমাধান: একটি পাইপ বা পাইপিং সিস্টেমের একটি চ্যানেলে জলের প্রবাহে অসংকোচনীয় তরল উপস্থিত থাকে।

অসংকোচনীয় তরল: যখন তরলটি একটি পাইপ বা একটি চ্যানেলের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে পাইপিং সিস্টেমে চলাচল করে, সেই সময় যদি ঘনত্ব এবং বেগ অপরিবর্তিত থাকে তবে সেই তরলটিকে অসংকোচনীয় তরল বলে।