Et vanlig problem med rør er korrosjon. Over tid kan korrosjon i et rør danne et hull som forårsaker lekkasje. Å beregne væskestrømmen gjennom et hull kan være vanskelig på grunn av mange variabler som væskestrøm hastighet, trykk i røret og tettheten av væsken, for bare å nevne noen, men ikke forstå motløs. Du finner svaret du trenger ved å følge en enkel serie med trinn.
Trinn 1: Samle målinger av røret
Få mål: diameter (D) på hullet i røret og høyde (h) på overflaten av væsken over hullet. Forsikre deg om at alle målene er i samme standardenhet. For eksempel 1 tomme = 0,0254 meter, så hvis du bruker inches, konverter målingene dine til metriske enheter.
Trinn 2: Bestem tverrsnittsområdet
Beregn tverrsnittsarealet til hullet (A). Del hullets diameter i to for å få radiusen. Bruk formelen:
A = \ pi r ^ 2
Resultatet blir i kvadratiske enheter.
Trinn 3: Finn væskehastigheten
Bruk Bernoulli-ligningen for å finne væskehastigheten (v) hvis den ikke allerede er angitt. Hvis væsketrykket i et rør er konstant (dvs. hvis strømmen er jevn), går væsken gjennom hullet i røret med en hastighet på:
v = \ sqrt {2gh}
hvor g er akselerasjon på grunn av tyngdekraften, 9,8 m / s2.
Trinn 4: Finn væskevolumstrømmen (Flux)
Multipliser tverrsnittsarealet av hullet med væskehastigheten for å finne volumstrømningshastigheten til væsken (Q) ::
Q = Gj.sn.
Dette vil være volumet av væsken som etterlater hullet i kubikkmeter per sekund.
Eksempelberegning
La oss se på et eksempel med tall. Beregn væskestrøm gjennom hullet i røret med konstant trykk hvis vannet forlater hullet med en hastighet på 1,7 m / s og diameteren på hullet er d = 1 tomme = 0,0254 meter.
Finn først tverrsnittet av hullet:
A = \ pi \ ganger (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 \ tekst {m} ^ 2
Siden trykket er konstant og hastigheten på vannet som går gjennom hullet er 1,7 m / s, bruker du formelen fra trinn 4 for å finne volumet av vann som forlater hullet:
Q = 0.00051 \ ganger 1.7 = 0.000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Siden 1 kubikkmeter = 61.024 kubikkcentimeter, Q = 52.9 tommer3/s. Dermed forlater 52,9 kubikkmeter vann hullet i røret per sekund.
Ting du trenger
- Vitenskapelig kalkulator
- Målebånd
- Penn / blyant
- Papir