อัตราการไหลของน้ำเป็นแกลลอนต่อนาทีหรือ gpm สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการเบอร์นูลลีและการแปลงหน่วยอย่างระมัดระวัง หากทราบความดันเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้วหรือ psi ที่ตำแหน่งสองตำแหน่งตามแนวท่อ ก็สามารถใช้สมการเบอร์นูลลีเพื่อกำหนดความเร็วของน้ำได้ สมการเบอร์นูลลีระบุว่าความเร็วถูกกำหนดโดยการคำนวณความแตกต่างของความดันระหว่างจุดสองจุด คูณด้วย 2 หารด้วยความหนาแน่นของน้ำแล้วจึงหารากที่สอง จากนั้นคุณจะได้อัตราการไหลโดยการคูณความเร็วด้วยพื้นที่หน้าตัดของท่อ
ขั้นตอนที่ 1
คำนวณความแตกต่างของแรงดันระหว่างแรงดันถังและทางออกของท่อ
ตัวอย่างนี้จะคำนวณอัตราการไหลของน้ำที่ระบายออกจากถังผ่านท่อที่มีพื้นที่หน้าตัด 0.500 ตารางฟุต ความดันภายในถังคือ 94.0 psi และความดันที่ทางออกคือความดันบรรยากาศหรือ 14.7 psi
ลบ 14.7 จาก 94 ซึ่งเท่ากับ 79.3 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว
ขั้นตอนที่ 2
แปลงปอนด์ต่อตารางนิ้ว เป็น ปอนด์ต่อตารางฟุต. คูณ 79.3 psi ด้วย 144 ตารางนิ้วต่อตารางฟุต ซึ่งเท่ากับ 11,419 ปอนด์ต่อตารางฟุต
ขั้นตอนที่ 3
คูณด้วย 2 ซึ่งเท่ากับ 22,838 แล้วหารด้วยความหนาแน่นของน้ำ หาร 22,838 ด้วย 62.4 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต ซึ่งเท่ากับ 366
ขั้นตอนที่ 4
หารากที่สองของ 366 ซึ่งเท่ากับ 19.1 ฟุตต่อวินาที
ขั้นตอนที่ 5
คูณความเร็ว - 19.1 ฟุตต่อวินาที - ด้วยพื้นที่หน้าตัดของท่อ - 0.5 ตารางฟุต - ซึ่งเท่ากับ 9.57 ลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที
ขั้นตอนที่ 6
แปลง ลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที เป็น แกลลอนต่อนาที โดยคูณด้วย 448.8 ซึ่งเท่ากับ 4,290 แกลลอนต่อนาที
เคล็ดลับ
-
การคำนวณนี้ถือว่าพื้นที่หน้าตัดของถังมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับหน้าตัด พื้นที่ของท่อที่ว่าถ้าแบ่งพื้นที่ท่อด้วยพื้นที่ของถังอัตราส่วนจะใกล้เคียงกับ ศูนย์.
การคำนวณนี้อนุมานว่าไม่มีการสูญเสียอัตราการไหลอันเนื่องมาจากแรงเสียดทาน และอัตราการไหลนั้นเร็วพอที่จะถือว่าปั่นป่วน