Równanie ciągłości przepływu

Równanie ciągłości przepływu opisuje zależność między polem przekroju przewodu, prędkością cieczy i natężeniem przepływu. Dla cieczy praktycznie nieściśliwej, płynącej w sposób ustalony, objętość cieczy przepływająca przez każdy przekrój przewodu w tym samym czasie jest taka sama.

Podstawowy wzór

Natężenie przepływu objętościowego oblicza się ze wzoru:

Q = A · v

gdzie:
- Q — natężenie przepływu, np. m³/s lub l/min,
- A — pole przekroju przewodu,
- v — prędkość przepływu cieczy.

Jeżeli przekrój rury się zmniejsza, a przepływ jest ciągły, to natężenie przepływu Q pozostaje takie samo, ale prędkość v musi wzrosnąć. Wynika to z tego, że ta sama ilość cieczy musi przepłynąć przez mniejszą powierzchnię przekroju.

Przykład

Jeżeli w szerszej rurze ciecz płynie wolniej, to po przejściu do węższej rury będzie płynąć szybciej. Nie oznacza to jednak, że pompa nagle tłoczy większą ilość cieczy. Zmienia się prędkość, ale natężenie przepływu pozostaje takie samo.

Znaczenie w hydraulice dźwigowej

W układach hydraulicznych dźwigów, podestów i siłowników natężenie przepływu wpływa m.in. na prędkość ruchu siłownika. Zwężenia przewodów, zawory dławiące lub zbyt małe średnice przewodów mogą zwiększać prędkość lokalną cieczy, ale powodują też większe opory przepływu i spadki ciśnienia.

Najważniejsze do zapamiętania

• mniejszy przekrój przewodu → większa prędkość cieczy,
• natężenie przepływu w układzie ciągłym pozostaje takie samo,
• wzór Q = A · v jest kluczowy do analizy takich zadań.