Běžným problémem s trubkami je koroze. V průběhu času může koroze v potrubí vytvořit otvor, který způsobí netěsnost. Výpočet průtoku kapaliny otvorem může být obtížný kvůli mnoha proměnným, jako je průtok kapaliny rychlost, tlak v potrubí a hustota kapaliny, abychom jmenovali alespoň některé, ale nechápu odradit. Potřebnou odpověď najdete podle jednoduché řady kroků.
Krok 1: Shromážděte měření potrubí
Měření: průměr (D) otvoru v potrubí a výška (h) povrchu kapaliny nad otvorem. Ujistěte se, že všechna měření jsou ve stejné standardní jednotce. Například 1 palec = 0,0254 metrů, takže pokud používáte palce, převeďte měření na metrické jednotky.
Krok 2: Určete průřezovou plochu
Vypočítejte plochu průřezu díry (A). Rozdělte průměr díry na polovinu, abyste získali poloměr. Použijte vzorec:
A = \ pi r ^ 2
Výsledek bude v jednotkách čtvercové délky.
Krok 3: Najděte rychlost proudění
Použijte Bernoulliho rovnici k vyhledání rychlosti kapaliny (v), pokud již není k dispozici. Pokud je tlak kapaliny v potrubí konstantní (tj. Je-li průtok stabilní), kapalina opouští otvor v potrubí rychlostí:
v = \ sqrt {2gh}
kde g je gravitační zrychlení, 9,8 m / s2.
Krok 4: Najděte objemový tok kapaliny (tok)
Vynásobte plochu průřezu díry rychlostí tekutiny, abyste zjistili objemový průtok tekutiny (Q) ::
Q = Av
Bude to objem tekutiny, která opouští díru, v kubických metrech za sekundu.
Ukázkový výpočet
Podívejme se na příklad s čísly. Pokud voda opouští otvor rychlostí 1,7 m / s a průměr otvoru je d = 1 palec = 0,0254 metrů, vypočítejte průtok kapaliny otvorem v potrubí s konstantním tlakem.
Nejprve najděte průřezovou plochu díry:
A = \ pi \ krát (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ text {m} ^ 2
Protože tlak je konstantní a rychlost vody procházející otvorem je 1,7 m / s, použijte vzorec z kroku 4 k vyhledání objemu vody, která opouští otvor:
Q = 0,00051 \ krát 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Protože 1 metr krychlový = 61 024 kubických palců, Q = 52,9 palce3/s. Tak, 52,9 kubických palců vody opouští otvor v potrubí za sekundu.
Věci, které budete potřebovat
- Vědecká kalkulačka
- Svinovací metr
- Pero / tužka
- Papír
