Hogyan lehet kiszámítani a folyadék áramlását egy csőfuraton?

Tartalom

• 1. lépés: Összegyűjti a cső méréseit
• 2. lépés: Határozza meg a keresztmetszeti területet
• 3. lépés: Keresse meg a folyadék sebességét
• 4. lépés: Keresse meg a folyadék térfogatáramát (Flux)
• Mintaszámítás

A csövekkel kapcsolatos általános probléma a korrózió. Idővel a csőben lévő korrózió lyukat képezhet, amelyek szivárgást okozhatnak. A lyukon átfolyó folyadék áramlásának kiszámítása sok olyan tényező miatt, mint például a folyadék áramlási sebessége, a csőben levő nyomás és a folyadék sűrűsége, csak néhányat említhetünk, de ne szabaduljon el. A szükséges választ az egyszerű lépések sorozatával találhatja meg.

1. lépés: Összegyűjti a cső méréseit

Mérjünk be: a csőben lévő furat átmérőjét (D) és a folyadék felületének magasságát (h) a lyuk fölött. Győződjön meg arról, hogy az összes mérés ugyanabban a standard egységben van. Például 1 hüvelyk = 0,0254 méter, tehát ha hüvelyket használ, akkor konvertálja a méréseket metrikus egységekre.

2. lépés: Határozza meg a keresztmetszeti területet

Számítsa ki a lyuk keresztmetszetét (A). Ossza fel a lyuk átmérőjét felére, hogy megkapja a sugarat. Használja az A = πr képletet² (sugár a második teljesítményhez). Az eredmény négyzethosszúságban lesz megadva.

3. lépés: Keresse meg a folyadék sebességét

Használja a Bernoulli-egyenletet a (v) folyadék sebességének meghatározásához, ha az még nem szerepel. Ha a csőben a folyadéknyomás állandó (azaz ha az áramlás állandó), akkor a folyadék a cső lyukán keresztül v = √2_g_h sebességgel hagyja el, ahol g a gravitáció gyorsulása, 9,8 m / s².

4. lépés: Keresse meg a folyadék térfogatáramát (Flux)

Szorozzuk meg a lyuk keresztmetszetét a folyadék sebességével, hogy megkapjuk a folyadék térfogatáramát (Q): Q = A * v Ez a folyadék térfogata, amely másodpercenként köbméterben hagyja el a lyukat.

Mintaszámítás

Nézzünk meg egy példát számokkal. Számítsa ki a folyadék áramlását a cső lyukán keresztül állandó nyomással, ha a víz 1,7 m / s sebességgel hagyja el a lyukat, és a furat átmérője d = 1 hüvelyk = 1 * 0,0254 = 0,0254 méter.

Először keresse meg a furat keresztmetszetét: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Mivel a nyomás állandó és a lyukon átmenő víz sebessége 1,7 m / s, a 4. lépésből származó képlettel keresse meg a lyukat elhagyó víz mennyiségét: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m 3 / s.

Mivel 1 köbméter = 61 024 köb hüvelyk, Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 inch ^ 3 / s. Így 52,9 köbcentiméter víz elhagyja a cső lyukát másodpercenként.