Cauruļu izplatīta problēma ir korozija. Laika gaitā korozija caurulē var radīt caurumu, kas izraisa noplūdi. Šķidruma plūsmas aprēķināšana caur caurumu var būt sarežģīta daudzu mainīgo dēļ, piemēram, šķidruma plūsma ātrums, spiediens caurulē un šķidruma blīvums, tikai daži piemēri, bet nesaproti drosmi. Nepieciešamo atbildi varat atrast, veicot vienkāršu darbību sēriju.
1. darbība: apkopojiet caurules mērījumus
Iegūstiet mērījumus: caurules caurules diametrs (D) un šķidruma virsmas augstums (h) virs urbuma. Pārliecinieties, ka visi mērījumi ir vienā un tajā pašā standarta mērvienībā. Piemēram, 1 colla = 0,0254 metri, tādēļ, ja izmantojat collas, pārveidojiet mērījumus metriskajās vienībās.
2. solis: nosakiet šķērsgriezuma laukumu
Aprēķiniet urbuma šķērsgriezuma laukumu (A). Sadaliet cauruma diametru uz pusēm, lai iegūtu rādiusu. Izmantojiet formulu:
A = \ pi r ^ 2
Rezultāts būs kvadrātveida garuma vienībās.
3. solis: atrodiet šķidruma ātrumu
Izmantojiet Bernulli vienādojumu, lai atrastu šķidruma ātrumu (v), ja tas vēl nav norādīts. Ja šķidruma spiediens caurulē ir nemainīgs (t.i., ja plūsma ir vienmērīga), šķidrums iziet cauri caurules caurumam ar ātrumu:
v = \ sqrt {2gh}
kur g ir paātrinājums gravitācijas dēļ, 9,8 m / s2.
4. solis: atrodiet šķidruma tilpuma plūsmu (plūsmu)
Reiziniet cauruma šķērsgriezuma laukumu ar šķidruma ātrumu, lai atrastu šķidruma tilpuma plūsmas ātrumu (Q):
Q = Av
Tas būs šķidruma tilpums, kas atstāj caurumu kubikmetros sekundē.
Parauga aprēķins
Apskatīsim piemēru ar skaitļiem. Aprēķiniet šķidruma plūsmu caur cauruli caurulē ar pastāvīgu spiedienu, ja ūdens atstāj caurumu ar ātrumu 1,7 m / s un cauruma diametrs ir d = 1 colla = 0,0254 metri.
Vispirms atrodiet cauruma šķērsgriezuma laukumu:
A = \ pi \ reizes (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ teksts {m} ^ 2
Tā kā spiediens ir nemainīgs un caur caurumu izplūstošā ūdens ātrums ir 1,7 m / s, izmantojiet 4. darbības formulu, lai atrastu ūdens daudzumu, kas atstāj caurumu:
Q = 0,00051 \ reizes 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Tā kā 1 kubikmetrs = 61 024 kubikcollas, Q = 52,9 collas3/s. Tādējādi caurulē caurumu sekundē atstāj 52,9 kubikcolli ūdens.
Jums nepieciešamās lietas
- Zinātniskais kalkulators
- Mērlenta
- Pildspalva / zīmulis
- Papīrs