La portata dell'acqua in galloni al minuto, o gpm, può essere calcolata con l'aiuto dell'equazione di Bernoulli e un'attenta conversione delle unità. Se la pressione è nota in libbre per pollice quadrato, o psi, in due punti lungo il tubo, l'equazione di Bernoulli può essere utilizzata per determinare la velocità dell'acqua. L'equazione di Bernoulli afferma che la velocità è determinata calcolando la differenza di pressione tra due punti, moltiplicando per 2, dividendo per la densità dell'acqua e quindi prendendo la radice quadrata. Si ottiene quindi la portata moltiplicando la velocità per l'area della sezione trasversale del tubo.
Passo 1
Calcolare la differenza di pressione tra la pressione del serbatoio e l'uscita del tubo.
Questo esempio calcolerà la portata dell'acqua che drena da un serbatoio attraverso un tubo con un'area della sezione trasversale di 0,500 piedi quadrati. La pressione all'interno del serbatoio è 94,0 psi e la pressione all'uscita è la pressione atmosferica o 14,7 psi.
Sottrai 14,7 da 94, che equivale a 79,3 libbre per pollice quadrato.
Passo 2
Converti libbre per pollice quadrato in libbre per piede quadrato. Moltiplica 79,3 psi per 144 pollici quadrati per piede quadrato, che equivale a 11.419 libbre per piede quadrato.
Passaggio 3
Moltiplica per 2, che equivale a 22.838, e dividi per la densità dell'acqua. Dividi 22.838 per 62,4 libbre per piede cubo, che equivale a 366.
Passaggio 4
Prendi la radice quadrata di 366, che equivale a 19,1 piedi al secondo.
Passaggio 5
Moltiplica la velocità – 19,1 piedi al secondo – per l'area della sezione trasversale del tubo – 0,5 piedi quadrati – che equivale a 9,57 piedi cubi al secondo.
Passaggio 6
Converti piedi cubi al secondo in galloni al minuto moltiplicando per 448,8, che equivale a 4.290 galloni al minuto.
Suggerimenti
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Questo calcolo presuppone che l'area della sezione trasversale del serbatoio sia così grande rispetto alla sezione trasversale area del tubo che se si divide l'area del tubo per l'area del serbatoio, il rapporto sarà vicino a zero.
Questo calcolo presuppone che non vi sia alcuna perdita di portata dovuta all'attrito e che la portata sia sufficientemente rapida da essere considerata turbolenta.