Flödeshastigheten för vatten i liter per minut, eller gpm, kan beräknas med hjälp av Bernoulli-ekvationen och noggrann enhetsomvandling. Om trycket är känt i pund per kvadrattum, eller psi, på två platser längs röret, kan Bernoulli-ekvationen användas för att bestämma vattnets hastighet. Bernoulli-ekvationen säger att hastigheten bestäms genom att beräkna skillnaden i tryck mellan två punkter, multiplicera med 2, dividera med vattentätheten och sedan ta kvadratroten. Du får sedan flödeshastigheten genom att multiplicera hastigheten med rörets tvärsnittsarea.
Steg 1
Beräkna skillnaden i tryck mellan tankens tryck och rörets utlopp.
Detta exempel beräknar flödeshastigheten för vatten som dränerar från en tank genom ett rör med tvärsnittsarea på 0,500 kvadratfot. Trycket inuti tanken är 94,0 psi och trycket vid utgången är atmosfärstryck, eller 14,7 psi.
Subtrahera 14,7 från 94, vilket motsvarar 79,3 pund per kvadrattum.
Steg 2
Konvertera pund per kvadrattum till pund per kvadratfot. Multiplicera 79,3 psi med 144 kvadratmeter per kvadratfot, vilket motsvarar 11,419 pund per kvadratfot.
Steg 3
Multiplicera med 2, vilket är lika med 22838, och dela med vattentätheten. Dela 22838 med 62,4 pund per kubikfot, vilket motsvarar 366.
Steg 4
Ta kvadratroten på 366, vilket motsvarar 19,1 fot per sekund.
Steg 5
Multiplicera hastigheten - 19,1 fot per sekund - med rörets tvärsnittsarea - 0,5 kvadratmeter - vilket motsvarar 9,57 kubikfot per sekund.
Steg 6
Konvertera kubikfot per sekund till gallon per minut genom att multiplicera med 448,8, vilket motsvarar 4,290 liter per minut.
Tips
-
Denna beräkning förutsätter att tankens tvärsnittsarea är så stor jämfört med tvärsnittet Området på röret som om du delar rörets område med tankens område kommer förhållandet att vara nära noll.
Denna beräkning förutsätter att det inte finns någon förlust av flödeshastighet på grund av friktion och att flödeshastigheten är tillräckligt snabb för att betraktas som turbulent.