Szybkość przepływu wody w galonach na minutę lub gpm można obliczyć za pomocą równania Bernoulliego i starannego przeliczania jednostek. Jeśli ciśnienie jest znane w funtach na cal kwadratowy lub psi w dwóch miejscach wzdłuż rury, to równanie Bernoulliego może być użyte do określenia prędkości wody. Równanie Bernoulliego mówi, że prędkość wyznacza się, obliczając różnicę ciśnień między dwoma punktami, mnożąc przez 2, dzieląc przez gęstość wody, a następnie wyciągając pierwiastek kwadratowy. Szybkość przepływu uzyskuje się, mnożąc prędkość przez pole przekroju poprzecznego rury.
Krok 1
Oblicz różnicę ciśnień między ciśnieniem w zbiorniku a wylotem rury.
Ten przykład obliczy natężenie przepływu wody odprowadzanej ze zbiornika przez rurę o powierzchni przekroju 0,500 stóp kwadratowych. Ciśnienie wewnątrz zbiornika wynosi 94,0 psi, a ciśnienie na wylocie jest ciśnieniem atmosferycznym, czyli 14,7 psi.
Odejmij 14,7 od 94, co równa się 79,3 funta na cal kwadratowy.
Krok 2
Przelicz funty na cal kwadratowy na funty na stopę kwadratową. Pomnóż 79,3 psi przez 144 cale kwadratowe na stopę kwadratową, co daje 11419 funtów na stopę kwadratową.
Krok 3
Pomnóż przez 2, co daje 22 838 i podziel przez gęstość wody. Podziel 22 838 przez 62,4 funta na stopę sześcienną, co równa się 366.
Krok 4
Weź pierwiastek kwadratowy z 366, co równa się 19,1 stóp na sekundę.
Krok 5
Pomnóż prędkość – 19,1 stopy na sekundę – przez pole przekroju poprzecznego rury – 0,5 stopy kwadratowej – co daje 9,57 stopy sześciennej na sekundę.
Krok 6
Przelicz stopy sześcienne na sekundę na galony na minutę, mnożąc przez 448,8, co daje 4290 galonów na minutę.
Wskazówki
-
Obliczenia te zakładają, że powierzchnia przekroju zbiornika jest tak duża w porównaniu do przekroju powierzchnia rury, jeśli podzielimy powierzchnię rury przez powierzchnię zbiornika, stosunek będzie zbliżony do zero.
Obliczenia te zakładają, że nie ma utraty natężenia przepływu z powodu tarcia oraz że natężenie przepływu jest wystarczająco szybkie, aby można je było uznać za turbulentne.