Поширеною проблемою труб є корозія. З часом корозія в трубі може зробити отвір, який спричинить витік. Розрахунок потоку рідини через отвір може бути складним через багато змінних, таких як потік рідини швидкість, тиск у трубі та щільність рідини, щоб назвати лише декілька, але не розуміють знеохочений. Ви можете знайти потрібну відповідь, виконавши простий ряд кроків.
Крок 1: Зберіть вимірювання труби
Отримайте виміри: діаметр (D) отвору в трубі та висоту (h) поверхні рідини над отвором. Переконайтесь, що всі вимірювання відповідають одній стандартній одиниці. Наприклад, 1 дюйм = 0,0254 метра, тому, якщо ви використовуєте дюйми, перетворіть свої виміри в метричні одиниці.
Крок 2: Визначте площу поперечного перерізу
Обчисліть площу перерізу отвору (А). Ділімо діаметр отвору навпіл, щоб отримати радіус. Використовуйте формулу:
A = \ pi r ^ 2
Результат буде в квадратних одиницях довжини.
Крок 3: Знайдіть швидкість рідини
За допомогою рівняння Бернуллі знайдіть швидкість рідини (v), якщо вона ще не передбачена. Якщо тиск рідини в трубі постійний (тобто, якщо потік постійний), рідина виходить через отвір у трубі зі швидкістю:
v = \ sqrt {2gh}
де g - прискорення під дією сили тяжіння, 9,8 м / с2.
Крок 4: Знайдіть об'ємний потік рідини (потік)
Помножте площу поперечного перерізу отвору на швидкість рідини, щоб знайти об'ємний витрата рідини (Q):
Q = Av
Це буде об’єм рідини, яка залишає отвір, в кубічних метрах за секунду.
Зразок обчислення
Давайте розглянемо приклад із цифрами. Розрахуйте потік рідини через отвір у трубі з постійним тиском, якщо вода виходить із отвору зі швидкістю 1,7 м / с, а діаметр отвору d = 1 дюйм = 0,0254 метра.
Спочатку знайдіть площу поперечного перерізу отвору:
A = \ pi \ times (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 \ text {m} ^ 2
Оскільки тиск постійний, а швидкість води, що проходить через отвір, становить 1,7 м / с, використовуйте формулу з кроку 4, щоб знайти об’єм води, що виходить з отвору:
Q = 0,00051 \ раз 1,7 = 0,000867 \ text {m} ^ 3 \ text {/ s}
Оскільки 1 кубічний метр = 61 024 кубічних дюймів, Q = 52,9 дюйма3/s. Таким чином, 52,9 кубічних дюймів води залишає отвір у трубі за секунду.
Речі, які вам знадобляться
- Науковий калькулятор
- Рулетка
- Ручка / олівець
- Папір