Um problema comum com tubos é a corrosão. Com o tempo, a corrosão em um tubo pode fazer um furo que causa um vazamento. Calcular o fluxo de fluido através de um orifício pode ser difícil, devido a muitas variáveis, como fluxo de fluido velocidade, pressão no tubo e densidade do fluido, apenas para citar alguns, mas não desanimado. Você pode encontrar a resposta de que precisa seguindo uma série de etapas simples.
Etapa 1: Colete as medições do tubo
Obtenha as medidas: diâmetro (D) do furo no tubo e altura (h) da superfície do fluido acima do furo. Certifique-se de que todas as medidas estejam na mesma unidade padrão. Por exemplo, 1 polegada = 0,0254 metros, portanto, se você usar polegadas, converta suas medidas em unidades métricas.
Etapa 2: determinar a área da seção transversal
Calcule a área da seção transversal do furo (A). Divida o diâmetro do furo pela metade para obter o raio. Use a fórmula:
A = \ pi r ^ 2
O resultado será em unidades de comprimento quadrado.
Etapa 3: Encontre a velocidade do fluido
Use a equação de Bernoulli para encontrar a velocidade do fluido (v) se ainda não tiver sido fornecida. Se a pressão do fluido em um tubo for constante (ou seja, se o fluxo for estável), o fluido sai através do orifício no tubo a uma velocidade de:
v = \ sqrt {2gh}
onde g é a aceleração devido à gravidade, 9,8 m / s2.
Etapa 4: Encontre o Fluxo de Volume de Fluido (Fluxo)
Multiplique a área da seção transversal do orifício pela velocidade do fluido para encontrar a taxa de fluxo de volume do fluido (Q):
Q = Av
Este será o volume do fluido que sai do buraco em metros cúbicos por segundo.
Cálculo de Amostra
Vejamos um exemplo com números. Calcule o fluxo de fluido através do furo no tubo com pressão constante se a água sai do furo com uma velocidade de 1,7 m / se o diâmetro do furo é d = 1 polegada = 0,0254 metros.
Primeiro, encontre a área da seção transversal do furo:
A = \ pi \ times (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ text {m} ^ 2
Como a pressão é constante e a velocidade da água que atravessa o buraco é de 1,7 m / s, use a fórmula da Etapa 4 para encontrar o volume de água que sai do buraco:
Q = 0,00051 \ times 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Uma vez que 1 metro cúbico = 61.024 polegadas cúbicas, Q = 52,9 polegadas3/s. Assim, 52,9 polegadas cúbicas de água saem do orifício do tubo por segundo.
Coisas que você precisa
- Calculadora científica
- Fita métrica
- Caneta lápis
- Papel