Ο ρυθμός ροής του νερού σε γαλόνια ανά λεπτό, ή gpm, μπορεί να υπολογιστεί με τη βοήθεια της εξίσωσης Bernoulli και προσεκτική μετατροπή μονάδας. Εάν η πίεση είναι γνωστή σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα, ή psi, σε δύο θέσεις κατά μήκος του σωλήνα, τότε η εξίσωση Bernoulli μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας του νερού. Η εξίσωση Bernoulli δηλώνει ότι η ταχύτητα καθορίζεται υπολογίζοντας τη διαφορά πίεσης μεταξύ δύο σημείων, πολλαπλασιάζοντας επί 2, διαιρώντας με την πυκνότητα του νερού και στη συνέχεια λαμβάνοντας την τετραγωνική ρίζα. Στη συνέχεια, λαμβάνετε το ρυθμό ροής πολλαπλασιάζοντας την ταχύτητα με την περιοχή διατομής του σωλήνα.
Βήμα 1
Υπολογίστε τη διαφορά πίεσης μεταξύ της πίεσης του ρεζερβουάρ και της εξόδου του σωλήνα.
Αυτό το παράδειγμα θα υπολογίσει τον ρυθμό ροής του νερού που αποστραγγίζεται από μια δεξαμενή μέσω ενός σωλήνα με εμβαδόν διατομής 0,500 τετραγωνικά πόδια. Η πίεση στο εσωτερικό της δεξαμενής είναι 94,0 psi και η πίεση στην έξοδο είναι ατμοσφαιρική πίεση ή 14,7 psi.
Αφαιρέστε 14,7 από 94, που ισούται με 79,3 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα.
Βήμα 2
Μετατρέψτε λίρες ανά τετραγωνική ίντσα σε λίβρες ανά τετραγωνικό πόδι. Πολλαπλασιάστε 79,3 psi με 144 τετραγωνικές ίντσες ανά τετραγωνικό πόδι, που ισούται με 11.419 λίβρες ανά τετραγωνικό πόδι.
Βήμα 3
Πολλαπλασιάστε με 2, που ισούται με 22.838, και διαιρέστε με την πυκνότητα του νερού. Διαιρέστε 22,838 με 62,4 λίβρες ανά κυβικό πόδι, που ισούται με 366.
Βήμα 4
Πάρτε την τετραγωνική ρίζα του 366, που ισούται με 19,1 πόδια ανά δευτερόλεπτο.
Βήμα 5
Πολλαπλασιάστε την ταχύτητα - 19,1 πόδια ανά δευτερόλεπτο - με την περιοχή διατομής του σωλήνα - 0,5 τετραγωνικά πόδια - που ισούται με 9,57 κυβικά πόδια ανά δευτερόλεπτο.
Βήμα 6
Μετατρέψτε κυβικά πόδια ανά δευτερόλεπτο σε γαλόνια ανά λεπτό πολλαπλασιάζοντας επί 448,8, που ισούται με 4.290 γαλόνια ανά λεπτό.
Συμβουλές
-
Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει ότι η επιφάνεια διατομής της δεξαμενής είναι τόσο μεγάλη σε σύγκριση με τη διατομή περιοχή του σωλήνα που εάν διαιρέσετε την περιοχή του σωλήνα με την περιοχή του ρεζερβουάρ, η αναλογία θα είναι κοντά μηδέν.
Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι δεν υπάρχει απώλεια του ρυθμού ροής λόγω τριβής και ότι ο ρυθμός ροής είναι αρκετά γρήγορος για να θεωρηθεί τυρβώδης.