파이프의 일반적인 문제는 부식입니다. 시간이 지남에 따라 파이프의 부식으로 인해 구멍이 생겨 누출이 발생할 수 있습니다. 유체 흐름과 같은 많은 변수로 인해 구멍을 통과하는 유체 흐름을 계산하는 것이 어려울 수 있습니다. 속도, 파이프의 압력, 유체의 밀도 등 몇 가지를 예로 들겠습니다. 낙담. 간단한 일련의 단계를 따라 필요한 답을 찾을 수 있습니다.
1 단계: 파이프 측정 수집
측정 값 얻기: 파이프 구멍의 직경 (D)과 구멍 위의 유체 표면 높이 (h). 모든 측정이 동일한 표준 단위에 있는지 확인하십시오. 예를 들어 1 인치 = 0.0254 미터이므로 인치를 사용하는 경우 측정 값을 미터법 단위로 변환하십시오.
2 단계: 횡단면 영역 결정
구멍 (A)의 단면적을 계산합니다. 반지름을 얻기 위해 구멍의 지름을 반으로 나눕니다. 공식을 사용하십시오.
A = \ pi r ^ 2
결과는 정사각형 길이 단위입니다.
3 단계: 유체 속도 찾기
아직 제공되지 않은 경우 Bernoulli 방정식을 사용하여 유체 속도 (v)를 찾습니다. 파이프의 유체 압력이 일정하면 (즉, 흐름이 안정된 경우) 유체는 다음 속도로 파이프의 구멍을 통해 빠져 나갑니다.
v = \ sqrt {2gh}
여기서 g는 중력으로 인한 가속도, 9.8m / s2.
4 단계: 유체 체적 흐름 (Flux) 찾기
구멍의 단면적에 유체 속도를 곱하여 유체의 체적 유량 (Q)을 찾습니다.
Q = Av
이것은 초당 입방 미터로 구멍을 떠나는 유체의 부피가 될 것입니다.
샘플 계산
숫자가있는 예를 살펴 보겠습니다. 물이 1.7m / s의 속도로 구멍을 빠져 나가고 구멍의 직경이 d = 1 인치 = 0.0254m 인 경우 일정한 압력으로 파이프 구멍을 통과하는 유체 흐름을 계산합니다.
먼저 구멍의 단면적을 찾으십시오.
A = \ pi \ times (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 \ text {m} ^ 2
압력이 일정하고 구멍을 통과하는 물의 속도가 1.7m / s이므로 4 단계의 공식을 사용하여 구멍에서 나오는 물의 양을 찾으십시오.
Q = 0.00051 \ times 1.7 = 0.000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
1 입방 미터 = 61,024 입방 인치이므로 Q = 52.9 인치3/s. 따라서 52.9 입방 인치의 물이 1 초에 파이프 구멍을 떠납니다.
필요한 것
- 공학용 계산기
- 줄자
- 펜 / 연필
- 종이