Un problema común con las tuberías es la corrosión. Con el tiempo, la corrosión en una tubería puede hacer un agujero que cause una fuga. Calcular el flujo de fluido a través de un agujero puede ser difícil debido a muchas variables como el flujo de fluido. velocidad, presión en la tubería y densidad del fluido, solo por nombrar algunos, pero no obtenga desanimado. Puede encontrar la respuesta que necesita siguiendo una sencilla serie de pasos.
Paso 1: recopile las medidas de la tubería
Obtenga las medidas: diámetro (D) del agujero en la tubería y altura (h) de la superficie del fluido sobre el agujero. Asegúrese de que todas las medidas estén en la misma unidad estándar. Por ejemplo, 1 pulgada = 0.0254 metros, por lo que si usa pulgadas, convierta sus medidas a unidades métricas.
Paso 2: Determine el área de la sección transversal
Calcule el área de la sección transversal del agujero (A). Divida el diámetro del agujero por la mitad para obtener el radio. Usa la fórmula:
A = \ pi r ^ 2
El resultado estará en unidades de longitud cuadrada.
Paso 3: Encuentre la velocidad del fluido
Utilice la ecuación de Bernoulli para encontrar la velocidad del fluido (v) si aún no se ha proporcionado. Si la presión del fluido en una tubería es constante (es decir, si el flujo es constante), el fluido sale por el orificio en la tubería a una velocidad de:
v = \ sqrt {2gh}
donde g es la aceleración debida a la gravedad, 9,8 m / s2.
Paso 4: Encuentre el flujo volumétrico de fluido (flujo)
Multiplique el área de la sección transversal del orificio por la velocidad del fluido para encontrar el caudal volumétrico del fluido (Q):
Q = Av
Este será el volumen del fluido que sale del agujero en metros cúbicos por segundo.
Ejemplo de cálculo
Veamos un ejemplo con números. Calcule el flujo de fluido a través del agujero en la tubería con presión constante si el agua sale del agujero con una velocidad de 1,7 m / sy el diámetro del agujero es d = 1 pulgada = 0,0254 metros.
Primero, encuentre el área de la sección transversal del agujero:
A = \ pi \ times (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 \ text {m} ^ 2
Dado que la presión es constante y la velocidad del agua que atraviesa el pozo es de 1.7 m / s, use la fórmula del Paso 4 para encontrar el volumen de agua que sale del pozo:
Q = 0.00051 \ times 1.7 = 0.000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Dado que 1 metro cúbico = 61,024 pulgadas cúbicas, Q = 52,9 pulgadas3/s. Por lo tanto, 52,9 pulgadas cúbicas de agua salen del agujero en la tubería por segundo.
Cosas que necesitará
- Calculadora científica
- Cinta métrica
- Pluma lapiz
- Papel