パイプの一般的な問題は腐食です。 時間の経過とともに、パイプの腐食により穴が開いて漏れが発生する可能性があります。 流体の流れのような多くの変数のために、穴を通る流体の流れを計算することは難しい場合があります ほんの数例を挙げると、速度、パイプ内の圧力、および流体の密度ですが、取得しないでください 落胆。 簡単な一連の手順に従うことで、必要な答えを見つけることができます。
ステップ1：パイプの測定値を収集する
測定値を取得します：パイプの穴の直径（D）と穴の上の流体の表面の高さ（h）。 すべての測定値が同じ標準単位であることを確認してください。 たとえば、1インチ= 0.0254メートルです。したがって、インチを使用する場合は、測定値をメートル単位に変換します。
ステップ2：断面積を決定する
穴の断面積を計算します（A）。 穴の直径を半分に分割して半径を求めます。 次の式を使用します。
A = \ pi r ^ 2
結果は正方形の長さの単位になります。
ステップ3：流体の速度を見つける
ベルヌーイの式を使用して、流体速度（v）がまだ提供されていない場合は、それを見つけます。 パイプ内の流体圧力が一定の場合（つまり、流れが安定している場合）、流体は次の速度でパイプの穴から出ます。
v = \ sqrt {2gh}
ここで、gは重力による加速度、9.8 m / s2.
ステップ4：流体の体積流量（流束）を見つける
穴の断面積に流体の速度を掛けて、流体の体積流量（Q）を求めます。
Q = Av
これは、穴から出る流体の体積（立方メートル/秒）になります。
サンプル計算
数字の例を見てみましょう。 水が1.7m / sの速度で穴を出て、穴の直径がd = 1インチ= 0.0254メートルである場合、一定の圧力でパイプの穴を通る流体の流れを計算します。
まず、穴の断面積を見つけます。
A = \ pi \ times（0.0254 / 2）^ 2 = 0.00051 \ text {m} ^ 2
圧力は一定で、穴を通過する水の速度は1.7 m / sであるため、手順4の式を使用して、穴から出る水の量を求めます。
Q = 0.00051 \ times 1.7 = 0.000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
1立方メートル= 61,024立方インチなので、Q = 52.9インチ3/s. したがって、1秒あたり52.9立方インチの水がパイプの穴から出ます。
必要なもの
- 関数電卓
- 巻尺
- ペン/鉛筆
- 論文