Putkien yleinen ongelma on korroosio. Ajan myötä putken korroosio voi aiheuttaa reiän, joka aiheuttaa vuodon. Nesteen virtauksen laskeminen reiän läpi voi olla vaikeaa useiden muuttujien, kuten nestevirtauksen, vuoksi nopeus, paine putkessa ja nesteen tiheys, vain muutamia mainitakseni, mutta älä ymmärrä lannistunut. Löydät tarvitsemasi vastauksen seuraamalla yksinkertaisia vaiheita.
Vaihe 1: Kerää putken mitat
Hanki mittaukset: putken reiän halkaisija (D) ja nesteen pinnan korkeus (h) reiän yläpuolella. Varmista, että kaikki mittaukset ovat samassa vakioyksikössä. Esimerkiksi 1 tuuma = 0,0254 metriä, joten jos käytät tuumaa, muunna mittauksesi metriyksiköiksi.
Vaihe 2: Määritä poikkileikkauspinta-ala
Laske reiän poikkipinta-ala (A). Jaa reiän halkaisija puoleen saadaksesi säteen. Käytä kaavaa:
A = \ pi r ^ 2
Tulos on neliön pituusyksikköinä.
Vaihe 3: Etsi nesteen nopeus
Käytä nesteen nopeutta (v) Bernoulli-yhtälön avulla, jos sitä ei ole jo annettu. Jos nesteen paine putkessa on vakio (ts. Jos virtaus on tasainen), neste lähtee putken reiän läpi nopeudella:
v = \ sqrt {2gh}
missä g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys, 9,8 m / s2.
Vaihe 4: Etsi nesteen tilavuusvirta (flux)
Kerro reiän poikkipinta-ala nesteen nopeudella löytääksesi nesteen tilavuusvirtausnopeuden (Q):
Q = Av
Tämä on nesteen määrä, joka jättää reiän kuutiometreinä sekunnissa.
Näytelaskenta
Katsotaanpa esimerkkiä numeroilla. Laske nestevirta putken reiän läpi tasaisella paineella, jos vesi lähtee reikästä nopeudella 1,7 m / s ja reiän halkaisija on d = 1 tuuma = 0,0254 metriä.
Etsi ensin reiän poikkipinta-ala:
A = \ pi \ kertaa (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ text {m} ^ 2
Koska paine on vakio ja reiän läpi kulkevan veden nopeus on 1,7 m / s, etsi reikästä lähtevän veden määrä käyttämällä vaiheen 4 kaavaa:
Q = 0,00051 \ kertaa 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Koska 1 kuutiometri = 61024 kuutiometriä, Q = 52,9 tuumaa3/s. Siten 52,9 kuutiometriä vettä jättää reiän putkessa sekunnissa.
Tarvittavat asiat
- Tieteellinen laskin
- Mittanauha
- Kynä kynä
- Paperi