A pressão é a força motriz por trás dos fluxos volumétricos de líquidos expressos em GPM (galões por minuto) como em qualquer sistema de fluxo. Isso deriva do trabalho pioneiro sobre as relações entre pressão e fluxo inicialmente conceituado por Daniel Bernoulli há mais de duzentos anos. Hoje, a análise detalhada de sistemas de fluxo e grande parte da instrumentação de fluxo é baseada nesta tecnologia confiável. Calcular o GPM instantâneo a partir de leituras de pressão diferencial é simples, quer o aplicação é uma seção de tubulação ou um elemento de fluxo de pressão diferencial específico, como um orifício placa.
Defina a aplicação de medição de vazão. Neste exemplo, a água está fluindo para baixo através de um tubo de aço Schedule 40 de 6 polegadas de um tanque de água elevado cujo nível é de 156 pés acima do solo para um cabeçalho de distribuição no nível do solo onde a pressão mede 54-psi. Uma vez que a água é movida puramente pela pressão estática da cabeça, nenhuma bomba é necessária. Você pode calcular o GPM da pressão diferencial através deste tubo.
Determine a pressão diferencial através dos 156 pés de tubo vertical dividindo a elevação de 156 pés por 2,31 pés-por-psi (libras por polegada quadrada) para render 67,53-psi no início do tubo. Subtrair 54-psi de 67,53-psi resulta em uma pressão diferencial de 13,53-psi em 156 pés de tubo Schedule 40 de 6 polegadas. Isso resulta em uma pressão diferencial de 100 pés / 156 pés X 13,53-psi = 8,67-psi em 100 pés de tubo.
Calcule o fluxo GPM real no seu caso, dividindo 8,67-psi pelos 8,5 psi listados e extraindo a raiz quadrada do quociente, uma vez que a equação de D'Arcy-Weisbach na qual os dados tabulares são baseados mostra que a pressão varia conforme o quadrado da velocidade do fluxo (e, portanto, GPM). 8.67/8.5 = 1.02. A raiz quadrada de 1,02 = 1,099. Multiplique a proporção de fluxo de 1,099 pelo 1744-GPM listado para produzir 1761,35-GPM fluindo através de seu tubo de 6 polegadas.
Defina o aplicativo. Para este exemplo, uma placa de orifício predefinida é instalada no coletor de 8 polegadas alimentado pelo tubo da Seção 1. A placa de orifício é dimensionada para produzir uma pressão diferencial de 150 polegadas de H2O (em H2O) com um fluxo de 2.500 galões de água fluindo através dela. Nesse caso, a placa de orifício produz uma pressão diferencial de 74,46 polegadas de pressão diferencial de H2O, que permite calcular o fluxo real através do tubo coletor de 8 polegadas.
Extraia a raiz quadrada de 0,4964, uma vez que a vazão varia proporcionalmente com a raiz quadrada da razão de pressão. Isso resulta em uma proporção corrigida de 0,7043, que quando multiplicada pelo fluxo de faixa total de 2500 GPM, é igual a 1761,39 GPM. Este valor é razoável, uma vez que toda a vazão vem do tubo de alimentação do cálculo da Seção 1.