Et almindeligt problem med rør er korrosion. Over tid kan korrosion i et rør danne et hul, der forårsager lækage. Beregning af væskestrømmen gennem et hul kan være vanskelig på grund af mange variabler som væskestrøm hastighed, tryk i røret og væskens tæthed, bare for at nævne nogle få, men får det ikke afskrækket. Du kan finde det svar, du har brug for, ved at følge en simpel række trin.
Trin 1: Saml målinger af røret
Få mål: Diameter (D) af hullet i røret og højde (h) af overfladen af væsken over hullet. Sørg for, at alle målinger er i samme standardenhed. For eksempel 1 tomme = 0,0254 meter, så hvis du bruger inches, konverter dine målinger til metriske enheder.
Trin 2: Bestem tværsnitsområdet
Beregn tværsnitsarealet for hullet (A). Opdel hullets diameter i halvdelen for at få radius. Brug formlen:
A = \ pi r ^ 2
Resultatet er i enheder med kvadratlængde.
Trin 3: Find væskehastigheden
Brug Bernoulli-ligningen til at finde væskehastigheden (v), hvis den ikke allerede er angivet. Hvis væsketrykket i et rør er konstant (dvs. hvis strømmen er jævn), løber væsken gennem hullet i røret med en hastighed på:
v = \ sqrt {2gh}
hvor g er acceleration på grund af tyngdekraften, 9,8 m / s2.
Trin 4: Find væskevolumenstrømmen (Flux)
Multiplicer hulets tværsnitsareal med væskehastigheden for at finde væskens (Q) volumenstrømningshastighed ::
Q = gennemsnit
Dette vil være volumenet af væsken, der efterlader hullet i kubikmeter pr. Sekund.
Prøveberegning
Lad os se på et eksempel med tal. Beregn væskestrømning gennem hullet i røret med konstant tryk, hvis vandet forlader hullet med en hastighed på 1,7 m / s, og hullets diameter er d = 1 tomme = 0,0254 meter.
Find først hullets tværsnitsareal:
A = \ pi \ gange (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ tekst {m} ^ 2
Da trykket er konstant, og hastigheden af vandet, der går gennem hullet, er 1,7 m / s, skal du bruge formlen fra trin 4 til at finde volumenet af vand, der forlader hullet:
Q = 0,00051 \ gange 1,7 = 0,000867 \ tekst {m} ^ 3 \ tekst {/ s}
Da 1 kubikmeter = 61.024 kubikcentimeter, Q = 52.9 tomme3/s. Således forlader 52,9 kubikcentimeter vand hullet i røret pr. Sekund.
Ting, du har brug for
- Videnskabelig lommeregner
- Målebånd
- Pen / blyant
- Papir