Un problema comune con i tubi è la corrosione. Nel tempo, la corrosione in un tubo può creare un foro che provoca una perdita. Il calcolo del flusso del fluido attraverso un foro può essere difficile, a causa di molte variabili come il flusso del fluido velocità, pressione nel tubo e densità del fluido, solo per citarne alcuni, ma non capisco scoraggiato. Puoi trovare la risposta di cui hai bisogno seguendo una semplice serie di passaggi.
Passaggio 1: raccogliere le misurazioni del tubo
Ottenere le misure: diametro (D) del foro nel tubo e altezza (h) della superficie del fluido sopra il foro. Assicurati che tutte le misurazioni siano nella stessa unità standard. Ad esempio, 1 pollice = 0,0254 metri, quindi se utilizzi i pollici, converti le misurazioni in unità metriche.
Passaggio 2: determinare l'area della sezione trasversale
Calcolare l'area della sezione trasversale del foro (A). Dividi a metà il diametro del foro per ottenere il raggio. Usa la formula:
A=\pi r^2
Il risultato sarà in unità di lunghezza quadrata.
Passaggio 3: trova la velocità del fluido
Utilizzare l'equazione di Bernoulli per trovare la velocità del fluido (v) se non è già fornita. Se la pressione del fluido in un tubo è costante (cioè, se il flusso è costante), il fluido esce attraverso il foro nel tubo ad una velocità di:
v=\sqrt{2gh}
dove g è l'accelerazione di gravità, 9,8 m/s2.
Passaggio 4: trovare il flusso del volume del fluido (flusso)
Moltiplicare l'area della sezione trasversale del foro per la velocità del fluido per trovare la portata in volume del fluido (Q)::
Q=Av
Questo sarà il volume del fluido che esce dal buco in metri cubi al secondo.
Esempio di calcolo
Facciamo un esempio con i numeri. Calcolare il flusso del fluido attraverso il foro nel tubo con pressione costante se l'acqua lascia il foro con una velocità di 1,7 m/se il diametro del foro è d = 1 pollice = 0,0254 metri.
Innanzitutto, trova l'area della sezione trasversale del foro:
A=\pi \times (0.0254/2)^2=0.00051\text{ m}^2
Poiché la pressione è costante e la velocità dell'acqua che attraversa il foro è 1,7 m/s, utilizzare la formula del passaggio 4 per trovare il volume d'acqua che esce dal foro:
Q=0,00051\volte 1,7 = 0,000867\testo{ m}^3\testo{/s}
Poiché 1 metro cubo = 61.024 pollici cubi, Q = 52,9 pollici3/s. Quindi, 52,9 pollici cubi d'acqua lasciano il buco nel tubo al secondo.
Cose di cui avrai bisogno
- Calcolatrice scientifica
- Metro A nastro
- Penna matita
- Carta