Čest problem kod cijevi je korozija. Vremenom korozija u cijevi može napraviti rupu koja uzrokuje curenje. Izračunavanje protoka tekućine kroz rupu može biti teško zbog mnogih varijabli poput protoka tekućine brzina, pritisak u cijevi i gustoća tekućine, samo da nabrojimo neke, ali nemojte shvatiti obeshrabreni. Odgovor koji trebate možete pronaći slijedeći jednostavan niz koraka.
Korak 1: Prikupite mjerenja cijevi
Dobiti mjerenja: promjer (D) rupe u cijevi i visinu (h) površine tekućine iznad rupe. Provjerite jesu li sva mjerenja u istoj standardnoj jedinici. Na primjer, 1 inč = 0,0254 metra, pa ako koristite inče, pretvorite svoja mjerenja u metričke jedinice.
Korak 2: Odredite površinu presjeka
Izračunajte površinu presjeka rupe (A). Podijelite promjer rupe na pola da biste dobili polumjer. Upotrijebite formulu:
A = \ pi r ^ 2
Rezultat će biti u jedinicama kvadratne duljine.
Korak 3: Pronađite brzinu fluida
Upotrijebite Bernoullijevu jednadžbu za pronalaženje brzine fluida (v) ako već nije osigurana. Ako je tlak tekućine u cijevi konstantan (tj. Ako je protok stalan), tekućina odlazi kroz otvor u cijevi brzinom od:
v = \ sqrt {2gh}
gdje je g ubrzanje zbog gravitacije, 9,8 m / s2.
Korak 4: Pronađite protok volumena fluida (protok)
Pomnožite površinu poprečnog presjeka rupe s brzinom fluida da biste pronašli zapreminski protok fluida (Q):
Q = Av
To će biti volumen tekućine koja napušta rupu u kubnim metrima u sekundi.
Izračun uzorka
Pogledajmo primjer s brojevima. Izračunajte protok tekućine kroz rupu u cijevi s konstantnim tlakom ako voda napušta rupu brzinom od 1,7 m / s, a promjer rupe je d = 1 inč = 0,0254 metra.
Prvo pronađite površinu presjeka rupe:
A = \ pi \ puta (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ tekst {m} ^ 2
Budući da je tlak konstantan, a brzina vode koja prolazi kroz rupu je 1,7 m / s, pomoću formule iz koraka 4 pronađite količinu vode koja napušta rupu:
Q = 0,00051 \ puta 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Budući da je 1 kubični metar = 61.024 kubičnih inča, Q = 52.9 inča3/s. Dakle, 52,9 kubičnih centimetara vode u sekundi ostavlja rupu na cijevi.
Stvari koje ćete trebati
- Znanstveni kalkulator
- Metar
- Kemijska olovka
- Papir