Содержание
- Шаг 1: Соберите измерения трубы
- Шаг 2: Определить площадь поперечного сечения
- Шаг 3: Найти скорость жидкости
- Шаг 4: Найти объемный расход жидкости (поток)
- Пример расчета
Общая проблема с трубами - коррозия. Со временем коррозия в трубе может сделать дыру, которая вызывает утечку. Расчет потока жидкости через отверстие может быть затруднен из-за многих переменных, таких как скорость потока жидкости, давление в трубе и плотность жидкости, и это лишь некоторые из них, но не отчаивайтесь. Вы можете найти нужный ответ, выполнив простую последовательность шагов.
Шаг 1: Соберите измерения трубы
Получите измерения: диаметр (D) отверстия в трубе и высоту (h) поверхности жидкости над отверстием. Убедитесь, что все измерения в одной стандартной единице. Например, 1 дюйм = 0,0254 метра, поэтому, если вы используете дюймы, преобразуйте свои измерения в метрические единицы.
Шаг 2: Определить площадь поперечного сечения
Рассчитайте площадь поперечного сечения отверстия (A). Разделите диаметр отверстия пополам, чтобы получить радиус. Используйте формулу A = πr2 (радиус до второй степени). Результат будет в единицах длины квадрата.
Шаг 3: Найти скорость жидкости
Используйте уравнение Бернулли, чтобы найти скорость жидкости (v), если она еще не указана. Если давление жидкости в трубе является постоянным (то есть, если поток устойчивый), жидкость уходит через отверстие в трубе со скоростью v = √2_g_h, где g - ускорение под действием силы тяжести, 9,8 м / с.2.
Шаг 4: Найти объемный расход жидкости (поток)
Умножьте площадь поперечного сечения отверстия на скорость жидкости, чтобы определить объемную скорость потока жидкости (Q): Q = A * v Это будет объем жидкости, покидающей отверстие, в кубических метрах в секунду.
Пример расчета
Давайте посмотрим на пример с числами. Рассчитайте расход жидкости через отверстие в трубе с постоянным давлением, если вода покидает отверстие со скоростью 1,7 м / с, а диаметр отверстия составляет d = 1 дюйм = 1 * 0,0254 = 0,0254 метра.
Сначала найдите площадь поперечного сечения отверстия: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 м ^ 2. Поскольку давление постоянно и скорость воды, проходящей через отверстие, составляет 1,7 м / с, используйте формулу из шага 4, чтобы найти объем воды, выходящей из отверстия: Q = 0,00051 м ^ 2 * 1,7 м / с = 0,000867 м ^ 3 / с.
Так как 1 кубический метр = 61 024 кубических дюйма, Q = 0,000867 м ^ 3 / с * 61 024 = 52,9 дюйма ^ 3 / с. Таким образом, 52,9 кубических дюймов воды покидают отверстие в трубе в секунду.