Περιεχόμενο
- Βήμα 1: Συλλογή μετρήσεων του σωλήνα
- Βήμα 2: Καθορίστε την διατομεακή περιοχή
- Βήμα 3: Βρείτε την ταχύτητα υγρού
- Βήμα 4: Βρείτε τη ροή όγκου υγρού (ροή)
- Υπολογισμός δείγματος
Ένα κοινό πρόβλημα με τους σωλήνες είναι η διάβρωση. Με την πάροδο του χρόνου, η διάβρωση σε ένα σωλήνα μπορεί να κάνει μια τρύπα που προκαλεί διαρροή. Ο υπολογισμός της ροής ρευστού μέσα από μια τρύπα μπορεί να είναι δύσκολος, εξαιτίας πολλών μεταβλητών όπως η ταχύτητα ροής ρευστού, η πίεση στον σωλήνα και η πυκνότητα του ρευστού, για να αναφέρουμε μόνο λίγα, αλλά μην αποθαρρύνεστε. Μπορείτε να βρείτε την απάντηση που χρειάζεστε ακολουθώντας μια απλή σειρά βημάτων.
Βήμα 1: Συλλογή μετρήσεων του σωλήνα
Λάβετε μετρήσεις: τη διάμετρο (D) της οπής στο σωλήνα και το ύψος (h) της επιφάνειας του υγρού πάνω από την οπή. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι μετρήσεις βρίσκονται στην ίδια τυποποιημένη μονάδα. Για παράδειγμα, 1 ίντσα = 0,0254 μέτρα, οπότε αν χρησιμοποιείτε ίντσες, μετατρέψτε τις μετρήσεις σας σε μετρικές μονάδες.
Βήμα 2: Καθορίστε την διατομεακή περιοχή
Υπολογίστε την περιοχή της εγκάρσιας τομής της οπής (Α). Διαχωρίστε τη διάμετρο της οπής στο μισό για να πάρετε την ακτίνα. Χρησιμοποιήστε τον τύπο A = πr2 (ακτίνα έως τη δεύτερη ισχύ). Το αποτέλεσμα θα είναι σε μονάδες τετραγωνικού μήκους.
Βήμα 3: Βρείτε την ταχύτητα υγρού
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Bernoulli για να βρείτε την ταχύτητα του ρευστού (v) εάν δεν υπάρχει ήδη. Εάν η πίεση ρευστού σε ένα σωλήνα είναι σταθερή (δηλ. Αν η ροή είναι σταθερή), το υγρό φεύγει από την οπή του σωλήνα με ταχύτητα v = √2_g_h, όπου g είναι επιτάχυνση λόγω βαρύτητας, 9,8 m / s2.
Βήμα 4: Βρείτε τη ροή όγκου υγρού (ροή)
Πολλαπλασιάστε την επιφάνεια διατομής της οπής με την ταχύτητα του ρευστού για να βρείτε την παροχή όγκου του υγρού (Q): Q = A * v Αυτός θα είναι ο όγκος του υγρού που αφήνει την οπή σε κυβικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Υπολογισμός δείγματος
Ας δούμε ένα παράδειγμα με αριθμούς. Υπολογίστε τη ροή του ρευστού μέσω της οπής στο σωλήνα με σταθερή πίεση εάν το νερό εγκαταλείπει την οπή με ταχύτητα 1,7 m / s και η διάμετρος της οπής είναι d = 1 ίντσα = 1 * 0,0254 = 0,0254 μέτρα.
Πρώτον, βρείτε την περιοχή διατομής της οπής: A = 3.14 * (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 m ^ 2. Δεδομένου ότι η πίεση είναι σταθερή και η ταχύτητα του νερού που διέρχεται από την οπή είναι 1,7 m / s, χρησιμοποιήστε τον τύπο από το Βήμα 4 για να βρείτε τον όγκο του νερού που φεύγει από την οπή: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.
Από 1 κυβικό μέτρο = 61,024 κυβικά ίντσες, Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 ίντσες ^ 3 / s. Έτσι, 52,9 κυβικά εκατοστά νερού αφήνει την οπή στον σωλήνα ανά δευτερόλεπτο.