Venturimeter MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Venturimeter - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

अवधारणा:

वेंचुरीमापी से प्रवाह की दर इस प्रकार दी गई है

\(Q = \;{C_d}\frac{{{A_1}{A_2}}}{{\sqrt {A_1^2 - A_2^2} }} \times \sqrt {2gh} \)

जहाँ,

A1 और A2 इनलेट और थ्रोट अनुभाग में अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल हैं

h = विभेदक मैनोमीटर शीर्ष

\(h = X\;\left( {\;\frac{{{\rho _{Hg}}}}{\rho } - 1} \right)\)

जहाँ,

X = विभेदक मैनोमीटर पाठ्यांक

परिणाम:

दिया गया है,

x = 20 cm Hg

\(h = 0.2 \times \left( {\frac{{13.6}}{1} - 1} \right) = 2.52\;m\) = 252 cm

व्याख्या:

एक वेंटुरी मीटर बर्नोली के सिद्धांत पर काम करता है, जो बताता है कि एक द्रव की गति में वृद्धि एक साथ दबाव में कमी के साथ होती है। इस सिद्धांत का उपयोग पाइप के साथ दो बिंदुओं के बीच दबाव अंतर को देखकर द्रव के प्रवाह दर को मापने के लिए एक वेंटुरी मीटर में किया जाता है।

इस प्रकार, विकल्प '1' सही है।

स्पष्टीकरण:

वेग गुणांक (Cv) को वेना-कॉन्ट्रैक्टा पर तरल के जेट के वास्तविक वेग और जेट के सैद्धांतिक वेग के बीच के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

\({C_v} = \frac{V}{{\sqrt {2gH} }}\)

संकुचन गुणांक (Cc) को वेना-कॉन्ट्रैक्टा पर जेट के क्षेत्र और छिद्र के क्षेत्रफल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

\({C_c} = \frac{{{a_c}}}{a}\)

निस्सरण गुणांक (Cd) को एक छिद्र से वास्तविक निस्सरण तथा सैद्धांतिक निस्सरण के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

निम्न संबंध से

Cd = Cc × Cv

स्पष्टीकरण:

जब वेंट्यूरीमीटर प्रवृत्त होता है तो यह समान पठन को भी दिखाता है। प्रवृत्ति के कारण पठन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

वेंट्यूरीमीटर

• वेंट्यूरीमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग पाइप के माध्यम से बहने वाले द्रव के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है।
• वेंट्यूरीमीटर में हमेशा अभिसारी भाग छोटा और अपसारी भाग बड़ा होता है।
• यह तीव्र अभिसारी मार्ग और पृथक्करण के कारण ऊर्जा के नुकसान से बचने के लिए प्रवाह की दिशा में क्रमिक झुकने का मार्ग सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।
• अभिसारी भाग के माध्यम से प्रवाह के दौरान, निरंतरता के सिद्धांत के अनुसार प्रवाह की दिशा में वेग बढ़ता है, जबकि बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार दाब कम हो जाता है।
• वेग अपने अधिकतम मान तक पहुंच जाता है और थ्रोट में दाब अपने न्यूनतम मान तक पहुंच जाता है।
• इसके बाद, वेग में कमी और दाब में वृद्धि, अपसारी भाग के माध्यम से प्रवाह के दौरान होती है।
• अभिसरण का कोण ≈ 20°
• विचलन का कोण = 6° - 7° → प्रवाह पृथक्करण से बचने के लिए यह 7° से अधिक नहीं होना चाहिए।

वेन्टुरी मीटर

• वेन्टुरी मीटर अनिवार्य रूप से एक छोटा पाइप होता है, जिसमें दो शंक्वाकार भाग होते हैं, जिनके बीच में समान अनुप्रस्थ काट का एक छोटा भाग होता है।
• इस छोटे भाग का क्षेत्रफल सबसे कम होता है और इसे कंठ के नाम से जाना जाता है।
• दो शंक्वाकार भागों का आधार व्यास समान होता है, लेकिन एक की लंबाई बड़े शंकु कोण के साथ छोटी होती है जबकि दूसरे की लंबाई छोटे शंकु कोण के साथ बड़ी होती है।
• वेन्टुरी मीटर का उपयोग हमेशा इस तरह से किया जाता है कि प्रवाह का ऊपरी हिस्सा छोटे शंक्वाकार हिस्से से होकर गुजरता है जबकि प्रवाह का निचला हिस्सा लंबे शंक्वाकार हिस्से से होकर गुजरता है।
• वेन्टुरी मीटर के लिए Cd का मान आमतौर पर 0.95 से 0.98 के बीच होता है।
• वेन्टुरी मीटर एक उपकरण होता है, जिसका उपयोग पाइप के माध्यम से बहने वाले तरल पदार्थ के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है।
• वेन्टुरी मीटर का आकार उसके पाइप व्यास के साथ-साथ गले के व्यास द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है।
• इसमें तेजी से रूपांतरण सुनिश्चित करने के लिए एक छोटा-सा अभिसरण भाग होता है और ऊर्जा हानि से बचने के लिए प्रवाह की दिशा में क्रमिक मार्ग सुनिश्चित करने के लिए एक बड़ा अपसारी भाग होता है।
• अभिसरण कोण 20° होता है। विचलन का कोण 6° से 7° होता है।

स्पष्टीकरण:

वेंचुरीमीटर

• एक वेंचुरीमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग पाइप के माध्यम से बहने वाले तरल के द्रव के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है
• वेंचुरीमीटर में हमेशा छोटे अभिसरण भाग और एक बड़ा अपसारी भाग होता है।
• यह पृथक्करण के कारण ऊर्जा के नुकसान से बचने के लिए प्रवाह की दिशा में एक तेजी से अभिसरण मार्ग और एक क्रमिक विचलन मार्ग सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।
• अभिसरण भाग के माध्यम से प्रवाह के दौरान, निरंतरता के सिद्धांत के अनुसार प्रवाह की दिशा में वेग बढ़ता है, जबकि बर्नौली के प्रमेय के अनुसार दबाव कम हो जाता है।
• वेग अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है और दबाव गले में इसके न्यूनतम मान तक पहुँच जाता है।
• इसके बाद, वेग में कमी और दबाव में वृद्धि, अपसारी भाग के माध्यम से प्रवाह के दौरान होती है।
• अभिसरण का कोण ≈ 20°
• अपसारी का कोण = 6° - 7° → प्रवाह पृथक्करण से बचने के लिए यह 7° से अधिक नहीं होना चाहिए

स्पष्टीकरण:

वेंचुरीमीटर

• वेंचुरीमीटर एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग एक पाइप के माध्यम से प्रवाहित द्रव पदार्थ के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है
• वेंचुरीमीटर में हमेशा छोटा अभिसारी हिस्सा और बड़ा अपसारी हिस्सा होता है
• वेंचुरीमीटर का आकार इसके पाइप व्यास के साथ-साथ थ्रोट के व्यास द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है।

• यह प्रवाह की दिशा में पृथक्करण के कारण ऊर्जा हानि से बचने के लिए त्वरित अभिसारी मार्ग और मंद अपसारी पथ को सुनिश्चित करने लिए किया जाता है
• अभिसारी हिस्से के माध्यम से प्रवाह के दौरान, सातत्य के सिद्धांत के अनुसार गति में प्रवाह की दिशा में वृद्धि होती है, जबकि बर्नौली के प्रमेय के अनुसार दबाव कम हो जाता है
• वेग अपने अधिकतम मान तक पहुंचता है और नलिका पर दबाव अपने न्यूनतम मान तक पहुंच जाता है
• इसके बाद, प्रवाह के दौरान वेग में कमी और दबाव में वृद्धि अपसारी हिस्से के माध्यम से होती है
• अभिसरण का कोण ≈ 20°, अपसरण का कोण = 6° - 7° → प्रवाह पृथक्करण से बचने के लिए यह 7° से अधिक नहीं होना चाहिए
• प्रवेश अनुभाग और गले के बीच बर्नौली की प्रमेय को लागू करके निर्वहन के लिए संबंध प्राप्त किया जा सकता है।
• \(Q = KC\sqrt h \)
• जहां h = प्रवेश और थ्रोट खंड के बीच पीज़ोमेट्रिक शीर्ष का अंतर और इसे वेंचुरी शीर्ष के रूप में जाना जाता है। C को वेंचुरी मीटर स्थिरांक कहा जाता है और यह दिए गए वेंचुरी मीटर के ज्यामितीय पैरामीटर पर निर्भर करता है । K को निर्वहन गुणांक कहा जाता है।
• चूंकि थ्रोट का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र इनलेट खंड के अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र से छोटा होता है।
• निरंतरता समीकरण के अनुसार, थ्रोट में प्रवाह का वेग इनलेट खंड से अधिक हो जाएगा।
• वेंचुरी मीटर स्थिरांक C को परिवर्तित करने के लिए, वेंचुरी मीटर के थ्रोट का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्र इतना कम हो जाता है कि वेग बहुत अधिक हो जाता है और इस पर दबाव बहते तरल के वाष्प दबाव से नीचे गिर जाता है, फिर बहता तरल वाष्पीकृत हो सकता है और वाष्प बन सकता है वाष्प संच और बुलबुले बन सकते हैं ।
• इसलिए वेंचुरी मीटर कम​ वेग के लिए उपयुक्त है।

निर्वहन का गुणांक सैद्धांतिक निर्वहन के वास्तविक निर्वहन का अनुपात होता है।

निर्वहन का गुणांक:

⇒ वेंचुरीमीटर - 0.95 से 0.98

⇒ ऑरिफिस मीटर - 0.62 से 0.65

⇒ नोजल मीटर - 0.93 से 0.98

∴ नोजल मीटर के लिए निर्वहन गुणांक वेंचुरीमीटर और ऑरिफिस मीटर के बीच स्थित होता है।

भ्रम बिंदु:

यद्यपि नोजल मीटर और वेंटुरी मीटर के निर्वहन के गुणांक का अधिकतम मान समान प्रतीत होता है, लेकिन वेंटुरी मीटर के निर्वहन के गुणांक का औसत मान नोजल मीटर से अधिक है।

संकल्पना:

वेंचुरीमीटर के दोनों छोर पर बरनौली समीकरण को लागू करने पर,

\(\frac{{{P_1}}}{{\rho g}} + \frac{{V_1^2}}{{2g}} + {z_1} = \frac{{{P_2}}}{{\rho g}} + \frac{{V_2^2}}{{2g}} + {z_2} + {h_f}\)

इसे क्षैतिज रूप से और घर्षण नुकसानों को नजरअंदाज करते हुए रखा गया है।

इसलिए, \(\frac{P_1-P_2}{\rho g}=\frac{{V_2^2-V_1^2}}{{2g}}\)..................(1)

और निरंतरता समीकरण निम्न है,

A₁V₁ = A₂V₂

गणना:

दिया गया है:

d₁ = 40 mm, d₂ = 20 mm, 

\(\frac{\pi }{4}{40^2} \times {V_1} = \frac{\pi }{4}{20^2} \times {V_2}\)

⇒ 4V₁ = V₂

समीकरण (1) से

\(\frac{30~\times~10^3}{10^3}=\frac{V_2^2-V_1^2}{2}\)

V₂² - V₁² = 60

अतः 16 V₁² - V₁² = 60

V₁ = 2 m/s

संकल्पना:

वेंटुरीमीटर के लिए,

\({\rm{Pressure\;head\;difference\;}}\left( h \right) = x \times \left( {\frac{{{S_m}}}{{{S_0}}} - 1} \right)\)

गणना:

दिया गया है:

S_o = 0.8, x = 0.25 m = 0.2 m, D₁ = 0.2 m, D₂ = 0.1 m, S_m = 13.6

अब,

\({\rm{Pressure\;head\;difference\;}}\left( h \right) = x \times \left( {\frac{{{S_m}}}{{{S_0}}} - 1} \right)\)

\(h = 0.25\left( {\frac{{13.6}}{{0.8}} - 1} \right)\)

∴ h = 4 m = 400 cm

Important Points

\({\rm{Rate\;of\;flow\;}}\left( Q \right) = \frac{{{C_d} \cdot {A_1}{A_2}\sqrt {2gh} }}{{\sqrt {A_1^2 - A_2^2} }}\)

संकल्पना:

प्रवेशिका अनुभाग 1 और टोंटी अनुभाग 2 के बीच बरनौली के समीकरण को लागू करने पर

\(\dfrac{{{p}_{1}}}{\rho g}+\dfrac{v_{1}^{2}}{\rho g}+{{z}_{1}}=\dfrac{{{p}_{2}}}{\rho g}+\dfrac{v_{2}^{2}}{\rho g}+{{z}_{2}}\)

दबाव शीर्ष का अंतर निम्न रूप में प्राप्त किया जा सकता है

\(H~=~h\left(\dfrac{S_m}{S_l}~-~1\right)\)

जहाँ, S_m = दाबमापी द्रव्य का विशिष्ट गुरुत्व, S_l = पाइप में द्रव्य का विशिष्ट गुरुत्व और h = दाबमापी रीडिंग

गणना:

दिया गया है:

पाइप में प्रवाहमान द्रव्य का विशिष्ट गुरुत्व S_l = 0.68, पारा का विशिष्ट गुरुत्व Sm = 13.6 और विभेदक दाबमापी ऊंचाई h = 20 cm = 0.2 m

∴ दबाव शीर्ष का अंतर \(H~=~0.2\left(\dfrac{13.6}{0.68}~-~1\right)\) = 0.2 × 19 = 3.8 m

∴ प्रवेशिका और टोंटी अनुभाग के बीच दबाव शीर्ष का अंतर द्रव्य का 3.8 m है।

व्याख्या:

• वेंचुरीमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग पाइप के माध्यम से बहने वाले द्रव के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है। यह आंशिक रूप से मर्करी से भरे हुए एक U -आकार के ट्यूब का बना होता है। वेंचुरीमीटर दो बिंदुओं पर एक पाइप से जुड़ा हुआ होता है जैसा कि आरेख में दर्शाया गया है:

• वह मूल सिद्धांत जिसपर एक वेंचुरीमीटर कार्य करता है यह है कि प्रवाह पथ के अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल को कम करके एक दबाव अंतर निर्मित किया जाता है और दबाव अंतर के कारण पाइप के माध्यम से निर्वाह के निर्धारण का मापन किया जा सकता है।

बर्नौली के समीकरण

• बर्नौली के समीकरण को ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत के रूप में जाना जाता है और यह बताता है कि एक असंपीड्य तरल पदार्थ के स्थिर और आदर्श प्रवाह में, तरल पदार्थ के किसी भी बिंदु पर कुल ऊर्जा स्थिर होती है।
• कुल ऊर्जा में दबाव ऊर्जा, गतिज ऊर्जा और संभावित ऊर्जा या डेटम ऊर्जा शामिल होती है। और गुरुत्वाकर्षण के अलावा तरल पर कोई बाहरी बल काम नहीं करता है।

\( \frac{P}{w} + \frac{{{v^2}}}{{2g}} + z = constant\)

बर्नोली के समीकरण की व्युत्पत्ति में निम्नलिखित धारणाऐं हैं:

1. तरल आदर्श होता है अर्थात् श्यानता शून्य होती है।
2. प्रवाह स्थिर होता है।
3. प्रवाह असम्पीड्य होता है।
4. प्रवाह एकदिशीय होता है।
5. तरल आदर्श होता है।

व्याख्या:

निस्सरण गुणांक सैद्धांतिक निस्सरण के वास्तविक निस्सरण का अनुपात होता है।

निस्सरण गुणांक  ⇒ वेंचुरीमीटर - 0.95 से 0.98

⇒ ऑरिफिस मीटर - 0.62 से 0.65

⇒ नोजल मीटर - 0.93 से 0.98

∴ नोजल मीटर के लिए निस्सरण गुणांक वेंचुरीमीटर और ऑरिफिसमापी के बीच स्थित होता है।

व्याख्या:

स्थिर क्षेत्र चर शीर्ष प्रवाह मीटर:

उपकरणों में स्थिर क्षेत्र और चर दाबपात मीटर होते हैं। इन सभी यंत्रों में, प्रवाह पथ में उपयुक्त अवरोध लगा दिया जाता है। अवरोध के पार दाबपात द्रव वेग का एक फलन है। इस दाबपात को मापकर, द्रव वेग और इसलिए आयतनी प्रवाह का अनुमान लगाया जा सकता है।

ऑरिफिस मीटर, वेंचुरीमीटर और प्रवाह नोजल इस प्रकार के तत्व के उदाहरण हैं।

विसर्जन का गुणांक वास्तविक विसर्जन और सैद्धांतिक विसर्जन का अनुपात है।

विसर्जन का गुणांक:

⇒ वेंचुरीमीटर – 0.95 to 0.98

⇒ ऑरिफिस मीटर – 0.62 to 0.65

⇒ नोजल मीटर – 0.93 to 0.98

∴ वेंचुरीमीटर के लिए विसर्जन का गुणांक नोजल मीटर और ऑरिफिस मीटर से अधिक होता है।

दाब पुन:प्राप्ति जितनी अधिक होगी, विसर्जन का गुणांक उतना ही अधिक होगा, इसलिए वेंचुरीमीटर में अधिकतम दाब पुन:प्राप्ति होती है।

वेंचुरी मीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग पाइप के माध्यम से प्रवाहित द्रव के प्रवाह की दर को मापने के लिए किया जाता है।

वेंचुरी मीटर का कार्य बर्नौली के समीकरण के सिद्धांत पर आधारित है।

वेंचुरी मीटर को 3 भागों में विभाजित किया गया है:

अभिसारी शंकु, अपसारी शंकु और कंठनली ।

अभिसारी शंकु: यह वह क्षेत्र है जहाँ पर कंठनली क्षेत्र के साथ संपर्क के लिए अनुप्रस्थ काट शंक्वाकार आकार में उभरता है। अभिसारी क्षेत्र प्रवेशिका पाइप से जुड़ा होता है और इसका अनुप्रस्थ काट क्षेत्र शुरू से अंत तक घटता जाता है।

एक तरफ इसे प्रवेशिका के साथ जोड़ा जाता है और इसके दूसरे हिस्से को बेलनाकार कंठनली से जोड़ा जाता है।

अभिसारी कोण आम तौर पर 20-22 डिग्री होता है और इसकी लंबाई 2.7 (D-d) है। यहाँ D, प्रवेशिका क्षेत्र का व्यास है और d कंठनली का व्यास है।

कंठनली: यह वेंचुरी मीटर का मध्य भाग है और इसका अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल सबसे कम है। लंबाई कंठनली के व्यास के बराबर है। आम तौर पर कंठनली का व्यास प्रवेशिका पाइप के व्यास का 1/4 से 3/4 होता है।

कंठनली का व्यास इसकी पूरी लंबाई अनुसार समान रहता है। यदि पार अनुभागीय क्षेत्र में वेग में वृद्धि होती है और दाब कम हो जाता है तो कंठनली का व्यास अपने न्यूनतम उपयुक्त मान तक कम नहीं हो सकता है।

अपसारी शंकु: अपसारी खंड इस उपकरण का तीसरा भाग है। एक तरफ यह निकास पाइप के साथ जुड़ा हुआ है। इस खंड का व्यास धीरे-धीरे बढ़ता है।