এর সম্পর্ক আয়তনের প্রবাহ হার একটি শিল্পের পাইপলাইন ডিজাইনের জন্য বেগ সঠিকভাবে গণনা করা উচিত।
আয়তনের প্রবাহ হার হল প্রতি ইউনিট সময়ে একটি টিউব, নালী, চ্যানেল বা অন্য এই ধরনের কাঠামোর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তরলের আয়তন। বেগ বলতে বোঝায় প্রতি ইউনিট সময়ে একটি নির্দিষ্ট পথের মধ্য দিয়ে একটি তরল কত দ্রুত গতিতে চলেছে।
আয়তনের প্রবাহ হার, Q বা V=Av
যেখানে A= একটি বিভাগের ক্রস বিভাগীয় এলাকা m এ2
এবং v=m/s মধ্যে সেকশনের মধ্য দিয়ে তরলের গড় বেগ
এর ইউনিট ভলিউম প্রবাহ হার মি3/s(ঘন মিটার/সেকেন্ড), মি3/ঘণ্টা (ঘন মিটার/ঘণ্টা), l/s (লিটার/সেকেন্ড), l/মিনিট.(লিটার/মিনিট), ml/s(মিলিলিটার/সেকেন্ড) ইত্যাদি।
এর মাত্রা অনুযায়ী উপযুক্ত ইউনিট নির্ধারণ করা হয় আয়তনের প্রবাহ হার. খুব কম প্রবাহ হারের ক্ষেত্রে (উদাহরণস্বরূপ একটি সিরিঞ্জের ভিতরে তরল), ml/s পছন্দ করা হয় এবং খুব বড় জন্য ভলিউম প্রবাহ হার (উদাহরণস্বরূপ নদীতে পানির প্রবাহ), এটি m3/h এ প্রকাশ করা হয়।
প্রবাহের বেগ, v =s/t
বেগ ছোট v দ্বারা চিহ্নিত করা হয়
যেখানে s = তরল অণু দ্বারা আবৃত দূরত্ব
এবং টি = সময়কাল
বেগের একক হল m/s (মিটার/সেকেন্ড), কিমি/ঘন্টা (কিলোমিটার/ঘন্টা) ইত্যাদি।
ভলিউম ফ্লো রেট কি বেগের সমান?
ভলিউম প্রবাহ হার এবং বেগ একে অপরের সাথে সম্পর্কিত কিন্তু যদি আমরা শারীরিক পরিমাণ হিসাবে বিবেচনা করি তবে উভয়ই একে অপরের থেকে বেশ আলাদা।
সহজ কথায় বেগ একটি তরল একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি উত্তরণ মাধ্যমে তরল (গ্যাস বা তরল) কত দ্রুত সরানো বোঝায়। ভলিউম ফ্লো রেট আমাদের একটি তরল (গ্যাস বা তরল) একটি সময়ের মধ্যে একটি উত্তরণ মাধ্যমে প্রবাহিত পরিমাণ বা আয়তন দেয়।
একটি তরলের বেগ একটি ভেক্টর পরিমাণ যেখানে ভলিউম প্রবাহ হার একটি স্কেলার পরিমাণ কারণ এটি আয়তনের একটি সময় ডেরিভেটিভ।
ভলিউমেট্রিক ফ্লো রেট থেকে বেগের মধ্যে পার্থক্য
দুইটার মধ্যে পার্থক্য আয়তনের প্রবাহ হার এবং বেগ নিম্নরূপ:
| আয়তনের প্রবাহ হার | বেগ |
| ভলিউম ফ্লো রেট(Q) হল একটি ক্রস-বিভাগীয় এলাকা (A) প্রতি ইউনিট সময় (t) এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তরলের আয়তনের পরিমাণ (V)। | বেগ একটি তরল একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি তরল দ্বারা ভ্রমণ করা দূরত্ব(d) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়(t)৷ |
| গাণিতিকভাবে, প্রশ্ন = V/t | গাণিতিকভাবে, |
| ইউনিট: m3/s(SI ইউনিট), cm3/s (সিজিএস ইউনিট) | ইউনিট: m/s(SI ইউনিট), cm/s (CGS ইউনিট) |
বেগের সাথে আয়তনের প্রবাহ হারের সম্পর্ক
যদি আমরা একটি স্রোত বা নদীর প্রবাহ হার পর্যবেক্ষণ করি, যদি পানির বেগ বেশি হয়, তবে নদীর আয়তনের প্রবাহের হারও বেশি।
নিম্নলিখিত সমীকরণটি আমাদের ভলিউম ফ্লো রেট (Q) এবং বেগ (v) এর মধ্যে সম্পর্ক দেয়।
Q=A. v
এখানে A হল ক্রস বিভাগীয় এলাকা এবং v হল তরলের বেগ।
সাধারণত আমরা এখানে গড় বেগ বিবেচনা করি কারণ প্রবাহের বেগ নির্দিষ্ট সময়কাল জুড়ে স্থির থাকে না। তাই,
Eq(1)
Eq (1), থেকে এটা স্পষ্ট যে ভলিউম প্রবাহ হার প্রবাহের গড় বেগ এবং উত্তরণের আকার উভয়ের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক (পাইপ, নালী বা নদী হতে পারে)।
পাইপ বা নালীর ব্যাস যত বড়, ক্রস-বিভাগীয় এলাকা তত বেশি
উপরের চিত্রে আমরা m এ ক্রস বিভাগীয় এলাকা A সহ একটি পাইপ দেখতে পাচ্ছি2 এবং তরলের বেগ বা গতি মি/সেকেন্ডে (ছোট v বার)।
একটি প্রসেস অ্যাপ্লিকেশানে প্রবাহের হার বা স্রাব খুঁজে বের করার জন্য, দুটি পরিমাপ প্রয়োজন: তরলের আয়তন যা উত্তরণ অতিক্রম করে এবং এই ভলিউম দ্বারা উত্তরণ অতিক্রম করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়।
ভলিউম ফ্লো রেট, Q= আয়তন/সময়
আয়তন(ক্যাপিটাল V) কিউবিক মিটারে মি3 এবং সময়(টি) সেকেন্ডে।
Q=V/t Eq(2)
উপরের চিত্রে তরলের আয়তন(V) যেটি বিন্দু(O) এর মধ্য দিয়ে যায় একটি সময়ের মধ্যে t কে সিন্ডুইটের ছায়াযুক্ত অংশ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়
ভলিউম, V=Ad
Eq(2) Q= V/t = Ad/t থেকে
Q = Ad/t Eq(3)
এখন গড় বেগ,
এভাবে Eq(3) হয়ে যায়
ভলিউম প্রবাহ হার,
যদি একটি অসংকোচনীয় তরল (পানির মতো) বিভিন্ন ক্রস-বিভাগীয় এলাকা সহ একটি প্যাসেজ দিয়ে প্রবাহিত হয়, তবে তরলের আয়তনের প্রবাহের হার স্থির থাকে। বজায় রাখা ধ্রুবক প্রবাহ হার, পাইপের একটি বৃহত্তর ক্রস বিভাগীয় এলাকায় প্রবাহের গতি কম এবং একটি ছোট ক্রস বিভাগীয় এলাকায় গতি বেশি হয়।
উপরের চিত্রে আমরা দেখতে পাচ্ছি ক্রস-সেকশনাল এরিয়া হ্রাসের পাইপের মধ্য দিয়ে একটি অসংকোচনীয় তরল প্রবাহিত হচ্ছে। যেহেতু তরল প্রকৃতিতে অসংকোচনীয়, এটি ধারাবাহিকতা বজায় রাখার চেষ্টা করে এবং পাইপের আকার বা ব্যাস নির্বিশেষে পাইপের প্রতিটি পয়েন্টের মধ্য দিয়ে একই পরিমাণ তরল প্রবাহিত হয়।
যখন 1 বিন্দুতে পাইপের আকার প্রশস্ত হয়, তখন প্রবাহের বেগ বিন্দু 2-এ বেগের তুলনায় কমে যাবে যেখানে পাইপটি সরু হয়ে যায়। এইভাবে পাইপের প্রতিটি বিন্দুতে প্রবাহের হার একটি ধ্রুবক মান বজায় রাখা হয়।
পয়েন্ট 1 এবং 2 এ,
Q1 = প্রশ্ন2
অথবা,
এটি অসংকোচযোগ্য তরলগুলির জন্য প্রযোজ্য বিখ্যাত ধারাবাহিকতা সমীকরণ।
ভলিউমেট্রিক ফ্লো রেট থেকে বেগ কীভাবে খুঁজে পাওয়া যায়?
বিভিন্ন আকারের কলামের ক্ষেত্রে, প্রবাহ বেগের (সেমি/ঘন্টা) পরিপ্রেক্ষিতে একটি তরল প্রবাহকে উপস্থাপন করা আরও সুবিধাজনক। কিন্তু সাধারণত প্রবাহকে ভলিউম প্রবাহ হার (মিলি/মিনিট) এর পরিপ্রেক্ষিতে গণনা করা হয়।
নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করে আমরা সহজেই একটি তরলের ভলিউম প্রবাহ হার থেকে একটি প্রবাহের বেগ গণনা করতে পারি:
প্রবাহ হার,
যেখানে Q= আয়তনের প্রবাহ হার m এ3/s
A = উত্তরণের ক্রস বিভাগীয় এলাকা যার মধ্য দিয়ে তরল মি2
এখন, বার v=Q/A=ভলিউম ফ্লো রেট/পাইপের ক্রস বিভাগীয় এলাকা
প্রবাহ হারকে তরলের আয়তনের পরিবর্তন এবং সময়ের পরিবর্তনের মধ্যে রেশন হিসাবেও সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।
Q=dV/dt
