Przewodność płynu

Przewodność płynu jest miarą tego, jak skutecznie płyny są transportowane przez ośrodek lub region. Koncepcja ta jest szczególnie przydatna w przypadkach, w których ilość transportowanego płynu jest liniowo związana z tym, co napędza transport.

Na przykład koncepcja jest przydatna w przepływie cieczy przez media przepuszczalne, zwłaszcza w hydrologii w odniesieniu do dna rzek i jezior . W tym przypadku jest to zastosowanie wewnętrznej przepuszczalności do jednostki materiału o określonej powierzchni i grubości, a wielkość przewodnictwa wpływa na szybkość uzupełniania się wód gruntowych lub interakcji z wodami gruntowymi . Ten parametr jest często używany w takich kodach modelowania komputerowego, jak MODFLOW .

Przewodnictwo jest również użyteczną koncepcją w projektowaniu i badaniu systemów próżniowych. Takie systemy składają się z komór próżniowych i różnych kanałów przepływowych oraz pomp, które je łączą i utrzymują. Systemy te są powszechne w laboratoriach nauk fizycznych, a także w wielu urządzeniach laboratoryjnych, takich jak spektrometry masowe. Zazwyczaj ciśnienie wewnątrz tych urządzeń jest na tyle niskie, że znajdujący się w nich gaz ulega rozrzedzeniu, co oznacza, że ​​średnia droga swobodna atomów i cząsteczek składowych jest nie do pominięcia ułamkiem wymiarów otworów i kanałów. W tych warunkach całkowity przepływ masowy przez otwór lub przewód jest zwykle liniowo proporcjonalny do spadku ciśnienia, tak że wygodne jest ilościowe określenie przepływu masowego w kategoriach przewodnictwa płynu składników składowych.

Zobacz też: Opór naczyniowy

Przykład z hydrologii

Na przykład przewodnictwo wody w korycie strumienia wynosi:

${\ Displaystyle C_ {b} = K {\ Frac {A} {b}}}$

Gdzie

${\ Displaystyle C_ {b}}$ to przewodność koryta strumienia ([L ² T ^-1 ]; m ² s ^-1 lub ft ² dzień ^-1 )

${\ Displaystyle K}$ to przewodność hydrauliczna materiały koryta strumienia ([LT ⁻¹ ]; m · s ^-1 lub ft·day ^-1 ];

$to$ koryta strumienia ([L ² ]; m ² lub ft ² )

${\ Displaystyle b}$ to grubość osadów w dnie strumienia ([L]; m lub ft)

Objętościowy przepływ przez koryto strumienia można obliczyć, znając różnicę wysokości podnoszenia hydraulicznego :

${\ Displaystyle Q_ {b} = C_ {b} (h_ {b} -h) \,}$

Gdzie

${\ Displaystyle Q_ {b}}$ to przepływ objętościowy przez koryto strumienia ([L ³ T ^-1 ]; m ³ s ^-1 lub ft ³ dzień ^-1 )

${\ Displaystyle h_ {b}}$ to wysokość hydrauliczna rzeki (etap wysokości)

$to$ wysokość hydrauliczna warstwy wodonośnej poniżej koryta strumienia ([L]; m lub ft

Przykład z technologii próżniowej

Definiujące równanie przewodnictwa w technologii próżniowej to

${\ displaystyle Q = (P_ {1} -P_ {2}) C.}$

Tutaj

${\ displaystyle Q}$ to całkowita przepustowość, zwykle zgodnie z konwencją nie mierzona jako przepustowość masy, ale raczej jako przepustowość ciśnienia i mająca jednostki ciśnienia razy objętość na sekundę

$} \displaystyle P_ {2}}$ P $\ displaystyle P_$ to ciśnienia przed i za pompą, to przewodnictwo, mające jednostki objętości/czasu,

$,$ co prędkość pompowania pompy próżniowej.

Definicja ta okazuje się przydatna w systemach próżniowych, ponieważ w warunkach przepływu rozrzedzonego gazu przewodnictwo różnych struktur jest zwykle stałe, a całkowite przewodnictwo złożonej sieci rur, otworów i innych przewodów można znaleźć w bezpośredniej analogii do rezystancyjnego obwodu elektrycznego .

Na przykład przewodnictwo prostego otworu wynosi

${\ Displaystyle C = 15d ^ {2}}$ litrów/s, gdzie ${\ displaystyle d}$ mierzy się w centymetrach.