Die Durchflussrate von Wasser in Gallonen pro Minute oder gpm kann mit Hilfe der Bernoulli-Gleichung und sorgfältiger Einheitenumrechnung berechnet werden. Wenn der Druck in Pfund pro Quadratzoll oder psi an zwei Stellen entlang des Rohrs bekannt ist, kann die Bernoulli-Gleichung verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Wassers zu bestimmen. Die Bernoulli-Gleichung besagt, dass die Geschwindigkeit bestimmt wird, indem die Druckdifferenz zwischen zwei Punkten berechnet, mit 2 multipliziert, durch die Dichte des Wassers geteilt und dann die Quadratwurzel gezogen wird. Sie erhalten dann die Durchflussmenge, indem Sie die Geschwindigkeit mit der Querschnittsfläche des Rohres multiplizieren.
Schritt 1
Berechnen Sie die Druckdifferenz zwischen dem Tankdruck und dem Rohrausgang.
In diesem Beispiel wird die Durchflussmenge des Wassers berechnet, das aus einem Tank durch ein Rohr mit einer Querschnittsfläche von 0,500 Quadratfuß abfließt. Der Druck im Tank beträgt 94,0 psi und der Druck am Ausgang ist Atmosphärendruck oder 14,7 psi.
Ziehen Sie 14,7 von 94 ab, was 79,3 Pfund pro Quadratzoll entspricht.
Schritt 2
Rechne Pfund pro Quadratzoll in Pfund pro Quadratfuß um. Multiplizieren Sie 79,3 psi mit 144 Quadratzoll pro Quadratfuß, was 11.419 Pfund pro Quadratfuß entspricht.
Schritt 3
Multiplizieren Sie mit 2, was 22.838 entspricht, und dividieren Sie durch die Dichte des Wassers. Teilen Sie 22.838 durch 62,4 Pfund pro Kubikfuß, was 366 entspricht.
Schritt 4
Nehmen Sie die Quadratwurzel von 366, was 19,1 Fuß pro Sekunde entspricht.
Schritt 5
Multiplizieren Sie die Geschwindigkeit – 19,1 Fuß pro Sekunde – mit der Querschnittsfläche des Rohres – 0,5 Quadratfuß – was 9,57 Kubikfuß pro Sekunde entspricht.
Schritt 6
Konvertieren Sie Kubikfuß pro Sekunde in Gallonen pro Minute, indem Sie mit 448,8 multiplizieren, was 4.290 Gallonen pro Minute entspricht.
Tipps
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Diese Berechnung geht davon aus, dass die Querschnittsfläche des Tanks im Vergleich zum Querschnitt so groß ist Fläche des Rohres, dass, wenn Sie die Fläche des Rohres durch die Fläche des Tanks teilen, das Verhältnis nahe Null.
Bei dieser Berechnung wird davon ausgegangen, dass kein Durchflussverlust aufgrund von Reibung auftritt und dass der Durchfluss schnell genug ist, um als turbulent angesehen zu werden.