Masalah umum dengan pipa adalah korosi. Seiring waktu, korosi pada pipa dapat membuat lubang yang menyebabkan kebocoran. Menghitung aliran fluida melalui lubang bisa jadi sulit, karena banyak variabel seperti aliran fluida kecepatan, tekanan dalam pipa dan densitas fluida, hanya untuk beberapa nama, tetapi jangan patah semangat. Anda dapat menemukan jawaban yang Anda butuhkan dengan mengikuti serangkaian langkah sederhana.
Langkah 1: Kumpulkan Pengukuran Pipa
Dapatkan pengukuran: diameter (D) lubang di pipa dan tinggi (h) permukaan fluida di atas lubang. Pastikan semua pengukuran berada dalam satuan standar yang sama. Misalnya, 1 inci = 0,0254 meter, jadi jika Anda menggunakan inci, ubah pengukuran menjadi satuan metrik.
Langkah 2: Tentukan Luas Penampang
Hitung luas penampang lubang (A). Bagilah diameter lubang menjadi dua untuk mendapatkan jari-jarinya. Gunakan rumus:
A=\pi r^2
Hasilnya akan dalam satuan panjang persegi.
Langkah 3: Temukan Kecepatan Fluida
Gunakan persamaan Bernoulli untuk mencari kecepatan fluida (v) jika belum tersedia. Jika tekanan fluida di dalam pipa adalah konstan (yaitu, jika alirannya stabil), fluida keluar melalui lubang di dalam pipa dengan kecepatan:
v=\sqrt{2gh}
di mana g adalah percepatan gravitasi, 9,8 m/s2.
Langkah 4: Temukan Aliran Volume Fluida (Fluks)
Kalikan luas penampang lubang dengan kecepatan fluida untuk menemukan laju aliran volume fluida (Q)::
Q=Av
Ini akan menjadi volume cairan yang meninggalkan lubang dalam meter kubik per detik.
Perhitungan Sampel
Mari kita lihat contoh dengan angka. Hitung aliran fluida melalui lubang pada pipa dengan tekanan tetap jika air keluar dari lubang dengan kecepatan 1,7 m/s dan diameter lubang d = 1 inchi = 0,0254 meter.
Pertama, cari luas penampang lubang:
A=\pi \times (0.0254/2)^2=0.00051\text{ m}^2
Karena tekanannya konstan dan kecepatan air yang melalui lubang adalah 1,7 m/s, gunakan rumus dari Langkah 4 untuk mencari volume air yang keluar dari lubang:
Q=0,00051\kali 1,7 = 0,000867\teks{ m}^3\teks{/d}
Karena 1 meter kubik = 61.024 inci kubik, Q = 52,9 inci3/s. Jadi, 52,9 inci kubik air meninggalkan lubang di pipa per detik.
Hal yang Anda Butuhkan
- Kalkulator ilmiah
- Pita pengukur
- Pena/pensil
- Kertas