Распространенная проблема труб - это коррозия. Со временем коррозия в трубе может привести к образованию дыры и утечки. Расчет расхода жидкости через отверстие может быть затруднен из-за многих переменных, таких как расход жидкости. скорость, давление в трубе и плотность жидкости, и это лишь некоторые из них. обескуражен. Вы можете найти нужный ответ, выполнив ряд простых шагов.
Шаг 1: соберите измерения трубы
Получите измерения: диаметр (D) отверстия в трубе и высоту (h) поверхности жидкости над отверстием. Убедитесь, что все измерения указаны в одной стандартной единице. Например, 1 дюйм = 0,0254 метра, поэтому, если вы используете дюймы, конвертируйте ваши измерения в метрические единицы.
Шаг 2: Определите площадь поперечного сечения
Рассчитайте площадь поперечного сечения отверстия (A). Разделите диаметр отверстия пополам, чтобы получить радиус. Используйте формулу:
А = \ пи г ^ 2
Результат будет в квадратных единицах длины.
Шаг 3: Найдите скорость жидкости
Используйте уравнение Бернулли, чтобы найти скорость жидкости (v), если она еще не задана. Если давление жидкости в трубе постоянное (т. Е. Если поток устойчивый), жидкость выходит через отверстие в трубе со скоростью:
v = \ sqrt {2gh}
где g - ускорение свободного падения, 9,8 м / с2.
Шаг 4: Найдите объемный расход жидкости (поток)
Умножьте площадь поперечного сечения отверстия на скорость жидкости, чтобы найти объемный расход жидкости (Q):
Q = Av
Это будет объем жидкости, покидающей отверстие, в кубических метрах в секунду.
Пример расчета
Давайте посмотрим на пример с числами. Рассчитайте расход жидкости через отверстие в трубе с постоянным давлением, если вода покидает отверстие со скоростью 1,7 м / с, а диаметр отверстия составляет d = 1 дюйм = 0,0254 метра.
Сначала найдите площадь поперечного сечения отверстия:
A = \ pi \ times (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ text {m} ^ 2
Поскольку давление постоянно и скорость воды, проходящей через отверстие, составляет 1,7 м / с, используйте формулу из шага 4, чтобы найти объем воды, покидающей отверстие:
Q = 0,00051 \ times 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Поскольку 1 кубический метр = 61 024 кубических дюйма, Q = 52,9 дюйма.3/s. Таким образом, 52,9 кубических дюйма воды покидает отверстие в трубе за секунду.
Вещи, которые вам понадобятся
- Научный калькулятор
- Рулетка
- Ручка карандаш
- Бумага