A vazão de água em galões por minuto, ou gpm, pode ser calculada com a ajuda da equação de Bernoulli e conversão cuidadosa de unidades. Se a pressão for conhecida em libras por polegada quadrada, ou psi, em dois locais ao longo do tubo, a equação de Bernoulli pode ser usada para determinar a velocidade da água. A equação de Bernoulli afirma que a velocidade é determinada calculando a diferença de pressão entre dois pontos, multiplicando por 2, dividindo pela densidade da água e obtendo a raiz quadrada. Você então obtém a taxa de fluxo multiplicando a velocidade pela área da seção transversal do tubo.
Passo 1
Calcule a diferença de pressão entre a pressão do tanque e a saída do tubo.
Este exemplo irá calcular a taxa de fluxo de água drenando de um tanque através de um tubo com área de seção transversal de 0,500 pés quadrados. A pressão dentro do tanque é 94,0 psi e a pressão na saída é a pressão atmosférica, ou 14,7 psi.
Subtraia 14,7 de 94, que é igual a 79,3 libras por polegada quadrada.
Passo 2
Converta libras por polegada quadrada em libras por pé quadrado. Multiplique 79,3 psi por 144 polegadas quadradas por pé quadrado, o que equivale a 11.419 libras por pé quadrado.
etapa 3
Multiplique por 2, que é igual a 22.838, e divida pela densidade da água. Divida 22.838 por 62,4 libras por pé cúbico, que é igual a 366.
Passo 4
Tire a raiz quadrada de 366, que é igual a 19,1 pés por segundo.
Etapa 5
Multiplique a velocidade - 19,1 pés por segundo - pela área da seção transversal do tubo - 0,5 pés quadrados - que é igual a 9,57 pés cúbicos por segundo.
Etapa 6
Converta pés cúbicos por segundo em galões por minuto multiplicando por 448,8, que é igual a 4.290 galões por minuto.
Pontas
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Este cálculo assume que a área da seção transversal do tanque é muito grande em comparação com a seção transversal área do tubo que se você dividir a área do tubo pela área do tanque, a proporção será próxima de zero.
Este cálculo assume que não há perda de taxa de fluxo devido ao atrito e que a taxa de fluxo é rápida o suficiente para ser considerada turbulenta.