Намирането на дебита на водата от чучура, като градински кран или кран за баня, е просто упражнение, което не изисква нищо повече от кофа и таймер. Изчисляването на дебита в отворено корито, като улей или корито на река, е малко по-сложно, а изчисляването на дебита на течност в затворена тръба е още по-сложно.
Формулата на дебита като цяло е
Q = Av
къдетоВъпрос:е дебитът,Aе площта на напречното сечение в точка от пътя на потока иvе скоростта на течността в тази точка. В някои ситуации, като тази на вода, течаща в речно корито, изчисляванеAе трудно и най-доброто, което можете да направите, е приблизително. В други, като тази на течност, течаща в затворена тръба, е трудно да се измериv, но не е нужно. Ако можете да измервате налягането на течността, можете да използвате Закона на Поазей.
Изчисляване на дебита през отвора
Ако трябва да знаете скоростта на потока през отвор, като отвор или капков излъчвател, всичко, което имате трябва да позволите на определен обем да се натрупа в контейнер и да измервате колко време отнема натрупват. Например можете да измерите скоростта на потока от кран, като позволите на водата да напълни кофа от 5 галона и да запишете времето. Разделете 5 на времето, необходимо за получаване на броя галони за единица време. Ако измерите времето в минути, ще получите резултата в галони в минута.
За да измерите скоростта на потока от малък отвор, като този на капков емитер, ще ви е необходим много по-малък контейнер, като квартен буркан, и по-дълга единица време, но принципът е същият. Капковите емитери обикновено се оценяват в броя галони на час, който отделят. Емитер, който изхвърля 1 галон на час, ще напълни квартен буркан за 15 минути.
Използване на формула за дебит
Ако можете да видите течността на течността, можете да измервате нейната скорост и това означава, че всичко, от което се нуждаете, е площта, през която течността тече, за да изчислите скоростта на потока, използвайки формулатаВъпрос: = A × v.
Ако течността тече през отвор или прозрачна тръба, един от начините за измерване на скоростта е въвеждането на багрило като маркер и време, колко време отнема на багрилото да премине две точки. След измерване на радиуса на тръбата или отвора, можете да изчислите площта с помощта на πr2, след това използвайтеv × Aза изчисляване на дебита.
За протичане през природни забележителности, като например речно корито, трябва да приближите района. Да приемем, че най-дълбоката част на реката е радиус на полуцилиндрично корито. Изчислете площта на напречното сечение с помощта на πr2, след това вземете половината от това и използвайте това заAв уравнениетоВъпрос: = v × Aза да получите приблизителна скорост на потока.
Изчисляване на дебита с помощта на налягане
Когато течността тече през затворена тръба, не можете да я видите, така че не можете да измерите нейната скорост. Ако обаче можете да измервате налягането на течността - което обикновено е лесно да се направи с помощта на манометър - можете да използвате закона на Поазейл за изчисляване на дебита. Според Закона на Поазей, дебитътВъпрос:варира директно с разликата в налягането Δстрмежду краищата на тръбата и четвъртата степен на радиуса на тръбатаr4и варира обратно на дължината на тръбатаL. Уравнението е:
Q = \ frac {π \ Delta pr ^ 4} {8μL}
къдетоµе вискозитетът на течността.
Законът на Поазейл предполага ламинарен (нетурбулентен) поток, което е безопасно предположение при ниско налягане и малки диаметри на тръбите.
