El caudal de agua en galones por minuto, o gpm, se puede calcular con la ayuda de la ecuación de Bernoulli y una cuidadosa conversión de unidades. Si la presión se conoce en libras por pulgada cuadrada, o psi, en dos lugares a lo largo de la tubería, entonces se puede usar la ecuación de Bernoulli para determinar la velocidad del agua. La ecuación de Bernoulli establece que la velocidad se determina calculando la diferencia de presión entre dos puntos, multiplicando por 2, dividiendo por la densidad del agua y luego sacando la raíz cuadrada. Luego, obtiene el caudal multiplicando la velocidad por el área de la sección transversal de la tubería.
Paso 1
Calcule la diferencia de presión entre la presión del tanque y la salida de la tubería.
Este ejemplo calculará la tasa de flujo de agua que se drena de un tanque a través de una tubería con un área de sección transversal de 0.500 pies cuadrados. La presión dentro del tanque es 94.0 psi y la presión en la salida es la presión atmosférica, o 14.7 psi.
Reste 14,7 de 94, lo que equivale a 79,3 libras por pulgada cuadrada.
Paso 2
Convierta libras por pulgada cuadrada en libras por pie cuadrado. Multiplique 79,3 psi por 144 pulgadas cuadradas por pie cuadrado, lo que equivale a 11,419 libras por pie cuadrado.
Paso 3
Multiplique por 2, que equivale a 22,838, y divida por la densidad del agua. Divida 22,838 por 62,4 libras por pie cúbico, lo que equivale a 366.
Paso 4
Saca la raíz cuadrada de 366, que equivale a 19,1 pies por segundo.
Paso 5
Multiplique la velocidad, 19,1 pies por segundo, por el área de la sección transversal de la tubería, 0,5 pies cuadrados, que equivale a 9,57 pies cúbicos por segundo.
Paso 6
Convierta pies cúbicos por segundo en galones por minuto multiplicando por 448,8, lo que equivale a 4,290 galones por minuto.
Consejos
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Este cálculo asume que el área de la sección transversal del tanque es tan grande en comparación con la sección transversal área de la tubería que si divide el área de la tubería por el área del tanque, la relación será cercana a cero.
Este cálculo supone que no hay pérdida de caudal debido a la fricción y que el caudal es lo suficientemente rápido como para considerarse turbulento.
