Kako izračunati protok tekućine kroz rupu u cijevi

Sadržaj

• Korak 1: Prikupite mjerenja cijevi
• Korak 2: Odredite površinu poprečnog presjeka
• Korak 3: Pronađite brzinu fluida
• Korak 4: Pronađite protok volumena tekućine (Flux)
• Proračun uzorka

Čest problem s cijevima je korozija. Tijekom vremena, korozija u cijevi može napraviti rupu koja uzrokuje curenje. Izračunavanje protoka tekućine kroz rupu može biti teško, zbog mnogih varijabli poput brzine protoka tekućine, tlaka u cijevi i gustoće tekućine, samo nekoliko imena, ali nemojte se obeshrabriti. Odgovor koji vam je potreban možete pronaći jednostavnim nizom koraka.

Korak 1: Prikupite mjerenja cijevi

Dobivaju se mjerenja: promjer (D) rupe u cijevi i visina (h) površine fluida iznad rupe. Provjerite jesu li sva mjerenja u istoj standardnoj jedinici. Na primjer, 1 inč = 0,0254 metra, pa ako koristite inče, pretvorite svoja mjerenja u metričke jedinice.

Korak 2: Odredite površinu poprečnog presjeka

Izračunajte površinu poprečnog presjeka rupe (A). Podijelite promjer rupe na pola da biste dobili polumjer. Koristite formulu A = πr² (radijus do druge snage). Rezultat će biti u jedinicama kvadratne duljine.

Korak 3: Pronađite brzinu fluida

Upotrijebite Bernoullijevu jednadžbu da biste pronašli brzinu (v) tekućine ako ona nije već data. Ako je tlak tekućine u cijevi konstantan (tj. Ako je protok stabilan), tekućina izlazi kroz rupu u cijevi brzinom v = √2_g_h, gdje je g ubrzanje zbog gravitacije, 9,8 m / s².

Korak 4: Pronađite protok volumena tekućine (Flux)

Pomnožite površinu poprečnog presjeka rupe s brzinom fluida kako biste pronašli volumen protoka fluida (Q): Q = A * v Ovo će biti volumen tekućine koja rupu napušta u kubičnim metrima u sekundi.

Proračun uzorka

Pogledajmo primjer s brojevima. Izračunajte protok tekućine kroz otvor u cijevi s konstantnim tlakom ako voda napusti rupu brzinom 1,7 m / s, a promjer rupe je d = 1 inč = 1 * 0,0254 = 0,0254 metra.

Prvo pronađite površinu poprečnog presjeka rupe: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Budući da je tlak konstantan i brzina vode koja prolazi kroz otvor iznosi 1,7 m / s, pomoću formule iz koraka 4 pronađite volumen vode koji napušta rupu: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0.000867 m ^ 3 / s.

Budući da je 1 kubični metar = 61.024 kubičnih inča, Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61.024 = 52.9 inča ^ 3 / s. Tako 52,9 kubičnih centimetara vode u otvoru otvori rupu u cijevi u sekundi.